Vådoxidation af biomasser med efterfølgende ethanolfremstilling

Med den teknologi som er til rådighed i dag, er prisen på kommercielt fremstillet bioethanol endnu ikke i stand til at konkurrere med fossile brændstoffer som f.eks. benzin. En mulig løsning på nedsættelse af produtionsomkostningerne er at recirkulere procesvandet. Tidligere forsøg har dog vist, at det pga. opkoncentrering af hæmmere kun er muligt at genbruge en mindre del af procesvandet. I dette projekt er muligheden for at implementere en UASB-reaktor til detoxificering af recirkulationsvandet undersøgt. Bioethanoleffluent (BEE) fremstillet ud fra vådoxiceret hvedehalm (60 g-hvedehalm/l-vand) fermenteret med Saccharomyces cerevisiae og Thermoanaerobacter mathranii A3M4 er i dette projekt anvendt til at simulere effluenten fra et kommercielt bioethanolanlæg. For at undersøge gaspotentialet og omsætning af hæmmere er BEE undersøgt både i batch og i en laboratorieskala UASB-reaktor. I batchforsøg blev omsætningen af acetovanillon, 2-furansyre og 4-hydroxyacetophenon undersøgt med stofferne selv som enkelt substrat og ved samudrådning med BEE. Eksperimenterne viste, at omsætningen af de tre stoffer sammen med BEE havde en positiv indvirkning på nedbrydningen og hæmningsniveauerne. Forsøg med omsætning af BEE i en laboratorieskala UASB-reaktor viste, at det ved belastninger op til 29 g-COD/l/d var muligt at opnå en COD-reduktion på 80% (w/w). Samtidig viste GC-analyser af vanillinsyre, homovanillinsyre, acetovanillon, syringonsyre, acetosyringon, syringol, 4-hydroxybenzosyre, 4-hydroxybenzaldehyd, 2-furansyre og phenol, at disse stoffer alle blev omsat i UASB-reaktoren. Økonomiske beregninger udført på baggrund af resultaterne fra de udførte eksperimenter indikerer, at implementeringen af et UASB-rensingstrin til rensning af bioethanolprocesvandet kan gennemføres med en økonomisk gevinst, der bla. medfører en kort tilbagebetalingstid på investeringen. Det konkluderes, at implementeringen af et UASB-rensningstrin er en egnet metode til at detoxificere procesvand til bioethanolproduktion og herigennem nedbringe de totale produktionsomkostninger ved den kommercielle bioethanolproduktion baseret på lignocelluslosematerialer. Nødvendigheden af forsøg med gentagne recirkulering er påpeges, da der ved kontinuerlig genanvendelse af procesvandet kan forekomme opkoncentrering af eventuelle hæmmere