Valorisatie

Looptijd:

1-6-2016 - 31-5-2019

 

Beschrijving:

Deelnemers: 3N (penvoerder), RWG, Regenis, Imenz, Schulte Sierung, Byosis

 

……………

 

 

Bevordering van procesinnovaties:

 

In het GroenGas project werden in eerste instantie de teelt en de verwerking van de suikerbiet in een regio die door grootschalige maisteelt gekenmerkt is, met succes ingevoerd. In het laatste projectjaar vond een uitbreiding van het werkprogramma plaats met het zwaartepunt van drijfmest- en digestaatverwerking, omdat het mineralenoverschot in de regio met intensieve veehouderij en biogasinstallaties grote problemen (nitraatbelasting) veroorzaakt. Hieruit volgden ook eerste inzichten, maar ook behoefte aan actie.

 

Daarop voortbouwend worden in het onderhavige project gewerkt aan de volgende zwaartepunten:

1) Keuze en testen van effectieve procedures voor digestaatverwerking, om tot nieuwe producten te komen

2) Optimalisatie van procedureketens en best practise – tests van nieuwe geoptimaliseerde technieken

 

Het doel is om procedures en biologische processen en technieken verder te ontwikkelen, die een valorisatie en nieuwe meewaarde uit reststoffen mogelijk maken.

 

Actiepunt 1

 

Via het verwerken van digestaat en drijfmest in het INTERREG IVA project GroenGas konden al ervaringen worden opgedaan met mechanische scheidingstechnieken, zoals bv. met een vijzelpers (ongecompliceerd in het gebruik, onderhoudsarm en betaalbaar) en centrifuges (hoog scheidingspercentage, hoge efficiëntie). Uit deze resultaten volgen de volgende 3 actiepunten in dit project.

 

1.) Scheppen van nieuwe producten (strooisel en materialen) uit reststoffen

 

Een optimalisatie van de procesketen na de bestaande scheiding aan de biogasinstallaties van RWG bestaat uit het principe de gewonnen vaste fracties via efficiente drogingsmethoden zo droog te maken, dat de substraten als strooisel voor de veehouderij kunnen worden ingezet. Daardoor is een reductie van het strogebruik mogelijk en er is een toepassing binnen een kringloop mogelijk. Voorwerk en bezichtigingen van 3N, RWG en Regenis hebben al plaatsgevonden.

 

Om een oplossing voor een geoptimaliseerd bedrijf van biogasinstallaties te ontwikkelen zal REW Regenerative Energie Wirtschaftssysteme GmbH een containerinstallatie met droging bij bedrijven van RWG Emsland-Süd in full-scale-bedrijf opbouwen en testen. Deze installatie heeft niet het doel van de optimalisatie van de droging door scheiding, maar zal de droging van bestaande en te testen scheidingsproducten optimaliseren. RWG heeft veel onderzoek met centrifuges in het GroenGas project kunnen doen en kent de optimale instelling van een dergelijke machine. Daarmee kunnen ervaringen synergieen uit en tussen projecten ontstaan.

Het doel is om bestaande concepten uit te breiden en zo efficient mogelijk voor het praktijkbedrijf te maken. Daarbij hoort het volledige gebruik van alle ressources van een biogasinstallatie.

 

Naast gebruik als strooisel kan pyrolyse van Regenis een andere schakel vormen. Naast de gassen en de pyrolyseolie uit dit proces is het zaak om de ontstane vetsubstantie te gebruiken. De focus van dit project is daarop gericht. Eerste tests lieten zien dat de diergezondheid in kalkoenstallen sterk verbeterd werd, nadat pyrolysekool in het strooisel werd gemengd. De antibiotica toediening kon sterk worden gereduceerd. Dit actiepunt richt zich op deze tweede toepassing. Wel moet de keten zo geoptimaliseerd zijn dat deze bij een biogasinstallatie renderend kan draaien.

 

2.) Valorisatie van bestaande installaties

 

Hiertoe zullen drie methoden onder praktijkomstandigheden worden getest.

Het doel van dit project is om schoon, loosbaar water te produceren, met methoden die afwijken van project 1.6. Aan het einde kunnen dan biogasinstallatie-specifieke uitspraken over de methoden worden gedaan en er is sprake van overdraagbaarheid op andere biogasinstallaties.

 

Testbedrijf Schulte-Siering (melkveehouderijbedrijf en biogasexploitant) beschikt al over een vijzelpers en een REW droger. Deze methode moet worden geoptimaliseerd. Het is de bedoeling om ene technische innovatie van Byosis uit Nederland in het systeem te integreren.

 

Het testbedrijf (Schulte-Siering) wil het proces zover optimaliseren, dat er loosbaar resterend water kan worden geproduceerd.

 

Testen van biologische uitvlokkingsmethoden op labschaal

 

Een andere optimalisatie van de scheidingstechnieken zou door flocculanten kunnen worden gerealiseerd. Tot dusver worden daarvoor chemische middelen gebruikt, die de mineralen duurzaam binden en daarmee niet meer voor de plant beschikbaar zijn of de methoden zijn te energie-intensief.

De inzet van chemische flocculanten zal binnenkort niet meer toegestaan zijn in de EU. Het is daarom de bedoeling om in de te optimaliseren processtappen biologische uitvlokkingsmethoden te testen en in te zetten. Als ontwikkelaar en fabrikant van deze additieven is EMSLAND-STÄRKE GmbH betrokken bij het project.

De producten worden in eerste instantie in labtesten op geschikheid gescreend en daarna in samenwerking met bedrijven op de de biogasinstallatie van Schulte-Siering getest.

 

Valorisatie van de behandelde reststromen door microalgen

 

Nieuwe mogelijkheden van waardeketens ontstaan door kweken en gebruiken van microalgen. Hier moeten eerste onderzoeken worden gedaan op labschaal, om daarna de gescheiden en verwerkte reststromen te kunnen analyseren. Het onderhavige project is zeer geschikt omdat er al verschillende reinigingsstappen op de biogasinstallatie aanwezig zijn. Verder kan het proceswater tijdens de P-uitvlokking voor het testen worden bedoordeeld.

 

Algenscreening:

 

Er worden verschillende algenculturen op hun efficientie getest, wat betreft de opname en verwerking van het bestaande N en P-aandeel in digestaat en drijfmest. De uit de drijfmest/digestaat gewonnen vloeibare media, die in de algenreactor worden ingebracht, worden continu op mineralengehalte getest. Ook wordt de algengroei en de opbrengst gemeten.

 

De gewonnen algenmassa wordt aansluitend wat betreft de inhoudsstoffen geanalyseerd. Daardoor kunnen conclusies over de waarde van de biomassa worden getrokken. Het doel is om de labschaal zo snel mogelijk weer te verlaten en de onderzoeken ook aan de biogasinstallaties direkt met alle synergetische factoren voort te zetten.

 

3.) Veredeling van de stofstromen / winnen van proteines

 

Een ander concept om de waarde van reststoffen nog verder te verhogen is deze te “veredelen”. Daarbij worden aansluitend aan de beschreven scheidingstechnieken door IMEnz Bioengineering BV nieuwe materialen uit de vloeibare en vaste fase gegenereerd. Omdat uit de genoemde processen een groot aantal verschillende monsters met sterk uiteenlopende eigenschappen zullen ontstaan, kunnen meerdere monsters op geschiktheid als basis voor nieuwe producten worden onderzocht. In deze methode zal het naast het geschikt maken van drijfmest en digestaat als biogassubstraat gaan om een stoffelijk gebruik, dus om een cascadering met een nieuw ontstaan product.

 

IMENZ zal de verschillende fracites die uit de bovengenoemde processen ontstaan, karakteriseren en met verdere procedurestappen bezig gaan. In het bijzonder zal worden gepoogd het proteine en koolhydraatgehalte te bepalen omdat deze waardevol zijn voor de ontwikkeling van specifieke fermentatieprocessen voor industriele microorganismen. Om de beschikbaarheid van deze fermentatie-voedingsstoffen te verbeteren en specifieke storingen te voorkomen moeten nieuwe procedures worden ontwikkeld. Deze procedures combineren mechanische en biologische concepten die tot dusver in andere agro- en aquacultuurproducten zoals stro, koolzaad-perskoek, algen en vele andere gewerkt hebben en afgeleid daarvan in dit project getest zullen worden. De producten worden gekwantificeerd en (industriele) fermentatieprocessen getest. Het doel is om verschillende bio-based bouwstenen te produceren. Een voorbeeld is de ontwikkeling van duurzame productieprocessen van biomolecurs, die voor de toepassing van biologische polymeren kan worden toegepast. Tegelijkertijd worden de verschillende voedingsstoffen ook als extra toevoegingen in de biogasproductieprocessen ingezet en hun effect onderzocht. Uit vorige tests werd duidelijk dat het ontbreken van specifieke voedingsstoffen tot minder goede opbrengsten leidde. Het testen van op maat gesneden voedingsstatrategieen van de desbetreffende microorganismen lijkt daarom zinvol, om tot een optimale vergisting van de verschillende substraten te kunnen komen.

 

De fermentatieprocessen worden in eerste instantie op labschaal uitgevoerd om de experimentele vergelijking van een groot aantal van verschillende voorwaarden, bv. voedingsstoffracties, micro-organismen en verschillende fracties te vergemakkelijken. Aansluitend worden de veelbelovendste fermentatieprocessen uitgebreid tot een volume van 300 liter en deze dienen als referentiekader voor de berekening en validatie van de berekening van het rendement.

Milestone

 

Beschrijving:

 

1)

Opbouw machines gereed

 

2)

Testen van de biologische vlokprocedures op labschaal gereed

 

3)

Testlopen en optimalisatie doorgevoerd

 

4)

Praktijklopen uitgevoerd

 

5)

Biologische zuivering en valorisatie, labscale/pilotscale uitgevoerd