Huvudmeny
Amir Mahboubi visar ett par av de membran han arbetar med.

2017-05-22 14:30

Teknik för avloppsrening får nytt användningsområde


En ny teknik, som kan användas i reaktorer för produktion av bioetanol, designas och utvecklas just nu i ett doktorandprojekt vid Högskolan i Borås.

Amir Mahboubi, doktorand inom Resursåtervinning, har nyligen presenterat en rapport om hur en befintlig teknik för rening av avloppsvatten nu kan få ett helt annat användningsområde – framställning av bioetanol från avfall, till exempel restprodukter från jord- och skogsbruk. Tekniken ger snabbare och jämnare produktion av etanol och skonar miljön.

– Produktionen av biobränsle har hittills till stor del begränsats av valet av råmaterial, processkostnaderna och vilken volym man kan uppnå. Första generationens bioetanol har främst producerats av stärkelse och socker, exempelvis från majs och sockerrör. Detta är dock kontroversiellt då dessa material har ett stort värde som livsmedel till människor och foder till djur, förklarar Amir Mahboubi.

Etanolproduktion från biomassa

 Andra generationens bioetanol produceras av biomassa, exempelvis restprodukter från jord- och skogsbruk, och olika former av industriavfall och avloppsvatten, material som är förnyelsebara, finns i stor mängd, är billiga och inte betraktas som livsmedel.

– Dessa material innehåller dock olika sockerarter vilket påverkar jäsningsprocessen, de är svårare att bryta ner och de innehåller föroreningar som hämmar jäsningsprocessen vid omvandlingen till bioetanol. Det gör det till en utmaning att få fram en effektiv process som är hållbar i industriell skala, berättar han.

Industrin har länge sökt en lösning på hur de processer som används idag kan anpassas för att på ett effektivt och miljömässigt hållbart sätt kunna hantera cellulosarikt avfall och avfall med olika föroreningar. Ett problem i dagens processer är att avfallet som ska omvandlas till etanol, jästcellerna och oönskade bakterier befinner sig i samma utrymme inne i reaktorn. När etanolen pumpas ut spolas även jästcellerna ut. Och dåliga bakterier kan ta över och störa ut jäsningsprocessen.

Specialdesignade membran

– Vi har tagit fram tekniska lösningar för att uppnå en högre produktivitet jämfört med de metoder som används i industrin idag. Med dessa lösningar kan råmaterial, som är svåra att bryta ner, jäsas lättare, snabbare och processen blir jämnare. Den största utmaningen, är att utveckla nya membraner och moduler som är hållbara och specialdesignade för att passa för olika bioteknologiska användningsområden, förklarar Amir Mahboubi.

Membran
Membran är ett slags filter, dock med mycket små porer genom vilka olika ämnen kan passera, och de används bland annat för att filtrera avloppsvatten och vid mat- och läkemedelstillverkning, där de används för att separera olika ämnen eller celler. I de membran som Amir Mahboubi arbetar med är målet att behålla en hög andel jästceller inne i reaktorn och samtidigt erhålla en hög etanolproduktion.

Det avfall som reaktorerna matas med, skiljer sig från avloppsvatten som är tunt och lättflytande. När det gäller avloppsvatten går det lätt att separera bort oönskade ämnen genom att låta avloppsvattnet passera genom membran. Avfallet som används vid etanolproduktion mals ner till en tjock och trögflytande sörja fullt med stora partiklar. Dessa partiklar kan snabbt täppa igen porerna i membranen som då måste rengöras med kemiska ämnen eller bytas ut. Det gör också att oönskade bakterier inte kan spolas ut i den takt som behövs och dessa kan då konkurrera ut jästcellerna. Den nya tekniken hjälper med andra ord de goda mikroorganismerna att producera etanol.

Projektet genomförs i samarbete med det belgiska institutet Flemish Institute for Technological research (VITO NV), vars specialitet är att utveckla membran och membranmoduler.

Läs mer

Läs rapporten ”Reverse membrane bioreactor: Introduction to a new technology for biofuel production”.

Läs även om forskningsområdet Resursåtervinning.

Text och foto: Solveig Klug