Artesis Hogeschool Antwerpen - Industriële Wetenschappen - Onderzoek naar het gebruik van modellen om de procesparameters aan te passen aan sei-zoens- en procesgebonden variatie in de samenstelling van lignocellulosehoudende afvalstof-fen bij Bioethanolproductie

Onderzoeksproject I. Cornet, J. Vandesteene, E. Pauwels, M. Peeters

Zwaartepunt Groene chemicaliën en modellering van biotechnische processen

Abstract: Tweede generatie bioethanol, geproduceerd uit lignocellulose biomassa, wordt be-schouwd als een van de meest belangrijke productieprocessen van hernieuwbare brandstof-fen door de economische en omgevingsvoordelen van zijn gebruik. Ethanol is een bulkproduct dat geproduceerd wordt met lage winstmarge. Om de kostprijs te verminderen en procesvoering mogelijk te maken wordt gezocht naar alternatieve grondstoffen die aan de volgende voorwaarden voldoen: beschikbaar zijn tegen een lage kostprijs, cellulose- of zetmeelhoudend zijn, de omzetbare fractie is bruikbaar na een eenvoudige voorbehandeling en een constante kwalitatieve samenstelling. Enkele geselecteerde grondstoffen zullen gekarakteriseerd worden volgens de NREL-methodes waarbij droge stof gehalte, asgehalte, Kjeldahl-stikstof, etherextract, ligninegehalte en sacharidensamenstelling en andere productspecifieke parameters gemeten worden. Na literatuuronderzoek en experimenten zal gezocht worden naar de beste procesomstandigheden voor bioethanolproductie i.f.v. de gemeten biomassakarakteristieken. Bij het productieproces is de voorbehandeling, waarbij de aanwezige cellulose beschikbaar wordt gemaakt voor hydrolyse, de sleutel tot efficiënte procesvoering. De uiteindelijke ethanolproductie gebeurt in een “simultaneous saccharification and fermentation”-proces waarbij fermenteerbare suikers door middel van enzymen vrijgemaakt worden uit de biomassa en omgezet worden naar ethanol d.m.v. gisten of bacterien. Proces- of seizoensgebonden schommelingen in de samenstelling van afvalstromen zijn niet te vermijden, maar kunnen de procesvoering voor ethanolproductie sterk beinvloeden. In dit onderzoek wordt deze variatie in biomassakarakteristieken onderzocht en getracht om bij seizoens- of procesgebonden variatie de ideale procesomstandigheden te voorspellen door middel van bestaande modellen. Experimentele controle van de resulterende bioethanolopbrengst moet toelaten de modellen op consistentie en toepasbaarheid te evalueren.