Groensnede

Looptijd:

1-6-2016 - 31-5-2019

 

Beschrijving:

Deelnemers: FH Münster (penvoerder), Host BV, Wessling

 

……………

 

 

Het winnen van onder andere chemische en farmaceutische grondstoffen uit duurzame bronnen heeft de afgelopen jaren aan betekenis gewonnen. Daarom worden in het aangevraagde werkpakket reststoffen onderzocht die in het projectgebied ontstaan. Het onderzoek bevat de analyse van niet gebruikte reststofstromen, de ingrediënten daarvan en geschikte technologieën om waardevolle ingrediënten te scheiden. Voor de vertering van de waardevolle ingrediënten worden de geïdentificeerde reststoffen bijvoorbeeld met een extruder of een slagmolen ontsloten. De thermische of chemische behandeling die tot een verandering van de stof leidt, kan hierbij een rol spelen.

 

Na de ontsluiting worden de waardevolle materialen van de resterende materialen gescheiden. De scheiding bevat ook een een zuiveringsstap, zodat het materiaal een goede kwaliteit heeft om op de markt te brengen. Het overige materiaal dat ongeschikt is voor materiaalgebruik wordt omgezet in energie. Hiervoor wordt het biogaspotentieel bepaald.

 

Een voorbeeld van een reststof die tot nu toe in vele regio´s slechts gedeeltelijk gebruikt wordt is stro van graangewassen. Dit stro bestaat voor een belangrijk deel uit hemicellulose, kristalline en amorfe cellulose en lignine. Elk van deze stoffen is in zuivere vorm van waarde. Zo wordt bv. lignine onder andere gebruikt voor het maken van natuurgetrouwe vanilline of als toevoeging bij het maken van lijmen. Door zijn zware biologische afbreekbaarheid is het ook geschikt als grondstof voor de bouwindustrie. Verder wordt de molecuul ook in de chemische industrie steeds meer gebruikt (trefwoorden bioraffinage, pyrolyse). Cellulose en hemicellulose kunnen door een eenvoudige chemische reactie in suiker omgezet en zo van lignine gescheiden worden. De suiker heeft een waarde als grondstof, maar kan ook in een biogasinstallatie effectief in biogas worden omgezet. Het project bevat drie delen die hieronder beschreven worden.

 

P 1: Identificeren van voldoende grote materiaalstromen

 

In het eerste deel worden geschikte materiaalstromen geïdentificeerd en de bestanddelen van het materiaal onderzocht. Hiervoor worden aan het begin de waardevolle stoffen geïdentificeerd. De waardevolle stoffen moeten aan de volgende criteria voldoen:

• Ze moeten zich in reststoffen bevinden

• De conventionele bron is “eindig”

• De reststof moet in voldoende mate in het projectgebied voorkomen

• De winning ervan moet economisch haalbaar zijn

 

Na het onderzoek worden de resultaten in een projectbijeenomst bediscussieerd. Vervolgens worden geschikte processen voor het scheiden van de reststoffen in waardevolle stoffen en overige fracties. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de ervaringen van alle projectpartners. Vervolgens wordt een grove schatting gemaakt van  de kosten en op basis van deze schatting worden die stoffen gekozen die geschikt zijn voor een praktisch onderzoek.

 

Als basis van de verwerking en scheiding van recycleerbare materialen uit de afvalstoffen geldt het in het kader van het Groen Gas deelproject "Onderzoek en ontwikkeling van een nieuwe generatie van fermentatieprocessen" ontwikkelde proces voor een basisbehandeling van biogassubstraten. Deze werkwijze maakt de chemische vertering van lignocelluose bevattende substraten mogelijk om zo hun afbreekbaarheid te verbeteren. De verbetering van de afbreekbaarheid van het substraat berust op de omzetting van cellulose en hemicellulose suikers die gemakkelijker en sneller kunnen worden gemetaboliseerd door micro-organismen. Deze werkwijze werd ontwikkeld voor de voorbehandeling van stro tot een betere vergistbaarheid, maar kan ook worden gebruikt voor voorbehandeling van elk lignocellulosisch materiaal. De suiker kan gemakkelijk in opgeloste vorm van het residu gescheiden worden. De suiker is een recyclebaar materiaal dat ook stoffelijk gebruikt kan worden. In dit project wordt het proces voor het gebruik van bijvoorbeeld straatgroen, riet, loof of gebladerte gebruikt. Hiervoor worden in het tweede deel testen voor het aanpassen van het proces aan de nieuwe reststoffen uitgevoerd.

 

P 2: Uitvoering van de experimenten

 

In het tweede deel van het project worden de eerder bepaalde stoffen en processen in het laboratorium onderzocht. Hiervoor staat bij de Fachhochschule Münster een uitgebreid geoutilleerd laboratorium en een experimentenhal op de locatie Saerbeck met installaties op half-technische en technische schaal ter beschikking. De eerste stap van het praktische onderzoek is het scheiden van de eerder geïdentificeerde reststoffen in recyclebare stoffen en overige stoffen. Dit gebeurt bijvoorbeeld door een voorbehandeling van de reststof met een installatie voor het breken of verteren, bv. met een botsreactor of een extruder. Vervolgens worden de recyclebare stoffen gescheiden. Dit kan bijvoorbeeld door een chemische behandeling, een extractie of door een eenvoudige zeefprocedure met aansluitend droging.

 

Nadat de recyclebare stof is gescheiden, wordt de zuiverheid ervan bepaald. Ook wordt het scheidingsproces verbeterd totdat een marktconforme kwaliteit is behaald.

Tenslotte worden onderzoeken over de afbreekbaarheid van de ontstane residuen in een biogasinstallatie uitgevoerd.

 

Nadat de onder punt 1 bepaalde reststoffen en processen empirisch getoetst zijn, wordt de economische haalbaarheid beoordeeld. In de beoordeling komen onder andere de volgende punten aan de orde:

• Kosten en opbrengsten reststoffen

• Transportkosten

• Behandelingskosten (stroom, warmte, investeringen)

• Opbrengst biogas

• Opbrengst recyclebare stof

 

Uiteraard wordt er ook rekening gehouden met sociaal-economische aspecten.

In dit werkpakket wordt gebruik gemaakt van de kennis en ervaring van Wessling GmbH en de FH. Voor de beoordeling van de technische uitvoerbaarheid zijn de compententies van HoSt BV onmisbaar.

 

P 3: Documentatie en rapportage

 

In het derde onderdeel worden door de FH de resultaten van beide eerste pakketten over de hele projectlooptijd in een afsluitende rapportage beschreven. Ook worden er publicaties en bijdragen voor conferenties gemaakt.

Milestone

 

Beschrijving:

 

Mijlpaal 1:

interessante recyclebare stoffen en de reststoffen waarin zij zich bevinden en technologieën voor scheiding zijn geïdentificeerd

 

Mijlpaal 2:

de reststoffen zijn in recyclebare – en residufracties gescheiden en de residufracties worden energetisch gebruikt

 

Mijlpaal 3:

De resultaten zijn in een afsluitend rapport samengevat en gepubliceerd.