HTC

Looptijd:

1-6-2016 - 31-5-2019

 

Beschrijving:

Deelnemers: Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (Penvoerder), IMEnz, Geveke

 

……………

 

 

De hydrothermale carbonisierung (HTC) is een techniek die (o.a. aan de Universiteit Oldenburg) tot dusver vooral voor verwerking van organisch afval tot zogeheten biokool (o.a. toepasbaar voor bodemverbetering) onderzocht werd. Het doel van deze WP is voor een HTC-vergelijkbare processtap, dwz. de verhitting van waterige biomassa-suspensies in gesloten systemen (autoclaven) op temperaturen boven 100°C te onderzoeken, onder welke voorwaarden (i) deze methode mogelijk voordelen biedt ten opzichte van een hydrolyse bij hogere temperatuur in een biogas-cascade-proces (Fa. Geveke) en (ii) uit verschillende biomassa en biomasssa-mengsels oplosbare, in fermentatieprocessen voor microorganismen eenvoudig toepasbare grondstoffen gevormd kunnen worden (fa. Imenz). De reactietemperaturen en de reactietijden zullen daarbij duidelijk lager c.q. korter zijn dan bij de biokool-productie (“korte-HTC”).

 

Ook het toepassen van micro waves om suspensies te verwarmen in verschillende gesloten systemen is gepland om een zeer hoge en snelle energie-input, maar ook effectieve en snelle afkoeling (door quench-processen) te garanderen.

Het op deze manier gesolubiseerde materiaal kan (naast het gebruik door micro-organismen) alternatief ook met behulp van enzymen worden verteerd, die evt. ook aan via het HTC proces als vaste stof gevormde biokool geimmoliseerd worden. Met de vraag naar het fabriceren van hoogporeuze biokool, die als katalysatordrager kan dienen, houdt een ander wp zich bezig.

 

Voor de combinatie van biogas- en HTC-processen wordt gediscussieerd over een verbetering van de totale energie-efficientie. Echter ontbreekt er op dit moment nog een systematisch onderzoek van de samenhang van de optimale proces-parameters met de concrete samenstelling van de reststoffen uit het biogas-proces. Daarom moeten in het project daarnaast verschillende model-mengsels en reeele mengsels uit biogas-reststoffen, die bv. uit verschillende percentages glycerine, verschillende alcoholen en vetzuren bestaan (uit Duitse en Nederlandse installaties) in het HTC proces ingebracht worden. De thermodynamiek (energie-efficientie) van het proces zal worden onderzocht.

 

Om het systeem voor biogas te verbeteren zal bij Geveke een extra hydrolyse stap in het proces worden geïntegreerd in 2015, om de hemicellulose bestanddelen van de grondstoffen ondanks hogere ligninegehaltes goed te kunnen ontsluiten. Dit gebeurt op een ongewoon hoge temperatuur van 60 ° C gedurende enkele dagen. Deze methode werd ontwikkeld door een competente biogasadviseur (Walter Danner) en heeft zich bewezen op enkele systemen in de praktijk. Het doel is het weglaten van het gebruik van zetmeelrijke feeds voor de biogasinstallatie en zich volledig te beperken tot reststoffen. Tijdens het project zal wetenschappelijk worden onderzocht welke parameters (lignine-gehalte, temperatuur, pH) de prestaties van de methode begrenzen. Er moeten in situ en continue pH-waarden in de hydrolyse en de andere fermentoren worden bepaald en geregistreerd, buffercapaciteit en hoeveelheden zuur worden geregistreerd, om de kwaliteit van het ontlede substraat voor verder gebruik te kunnen beoordelen. Daarmee moeten optimale bedrijfsconcepten worden ontwikkeld.

 

Verder moet de stap van hydrolyse bij 60 ° C ten aanzien van de ontsluiting van hemicellulose in de aanwezigheid van verschillende ligninegehaltes worden vergeleken met de werkwijzen van "korte-HTC" die werken bij hogere temperaturen en verhoogde druk. Vergeleken kan worden hoe effectief de afbraak in dit "praktijk"-proces is en of de hogere kosten van de overdruk proces zinvol is.

1:  „Korte-HTC“ voor ontsluiting van verschillende biomassa

2: HTC van model-substraat-mengsels, thermodynamiek

3: Hydrolyse van sterk lignine-houdende biomassa

4: Vergelijking van hydrolyse bij hogere temperatuur en “korte-HTC” voor verwerking van sterk ligninehoudende biomassa in biogasinstallaties

5: Fermentatie van „korte-HTC“-behandelde biomassa

6: Enzymatische behandeling

7: HTC-proceswater voor micro-organismen uitgevoerd

Milestone

 

Beschrijving:

 

1:

„Korte-HTC“ voor ontsluiting van verschillende biomassa uitgevoerd

 

2:

HTC van model-substraat-mengsels, thermodynamiek uitgevoerd

 

3:

Hydrolyse van sterk lignine-houdende biomassa uitgevoerd

 

4:

Vergelijking van hydrolyse bij hogere temperatuur en “korte-HTC” voor verwerking van sterk ligninehoudende biomassa in biogasinstallaties uitgevoerd

 

5:

Fermentatie van „korte-HTC“-behandelde biomassa uitgevoerd

 

6:

Enzymatische behandeling uitgevoerd

 

7:

HTC-proceswater voor micro-organismen uitgevoerd