• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

EnergiKlima og miljø01. 04. 2017 | Katrine Meyn

Ressourcegenvinding – vejen til øget bæredygtighed i biobaserede produktionsprocesser

EnergiKlima og miljø01. 04. 2017 By Katrine Meyn

Opstrømsprocesser, såsom fermentering, foregår typisk under ret milde forhold, f.eks. af temperatur, pH og tryk. Til gengæld resulterer dette ofte i relativt stærkt fortyndede produkter. Som en konsekvens bliver der genereret store mængder af spildevand, som kan indeholde værdifulde ressourcer – inklusiv vandet selv.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2017 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.

Læs originalartiklen her

Af Seyed Soheil Mansouri1, Stefano Cignitti1, Isuru A. Udugama1, Aleksandar Mitic1, Xavier Flores-Alsina1, Jesper Bryde-Jacobsen2 og Krist V. Gernaey1
1 PROSYS Forskningscenter, Institut for Kemiteknik, DTU
2 BIOPRO

Grundet øgning af velstand og befolkningstal bliver tilgængeligheden af ressourcer mindre. Oveni er der flere stramninger af miljøreguleringer og retningslinjer for industrien. Det driver miljømæssige og økonomiske nødvendigheder for ressourcegenvinding i de danske biobaserede industrier for at bibeholde deres globale konkurrenceevne.

Fortiden, nutiden og fremtiden af ressourcegenvinding
Hvis man kigger tilbage til den tid i historien, hvor man startede med at bygge nye biobaserede fabrikker, så var energiudgifterne lave, vandmangel var ikke et problem, klimaforandringer var ikke en bekymring, og der var kun begrænsede økonomiske fordele ved at genvinde ressourcer fra spildevand. Målet var primært at beskytte nærmiljøet og sikre en lav sundhedsrisiko for samfundet.
I dag har det pga. økonomiske og lovmæssige krav højeste prioritet at forholde sig til genvinding af værdifulde ressourcer fra spildevand fra processtrømme, såsom tilbageløb og energistrømme. Det skal sikre rent vand, genanvendelse af råvarer med tilsvarende værditilvækst, og at overskudsvarme udvindes fra spildstrømmene.
En succesfuld implementering af ressourcegenvindingsteknologier fra spildevand vil øge processernes økonomiske ydeevne pga. en begrænset øgning af driftsomkostningerne.
Flere forskellige typer af affaldsstrømme og processtrømme dannes i fermenterings- og oprensningsprocesserne, som hver især kan indeholde potentielle ressourcer i variable mængder, figur 1. Afhængigt af tilgængeligheden og forholdene af spildevandstrømmene kan der anvendes forskellige separationsteknikker til at genvinde specifikke ressourcer.
Hvis ressourcegenvinding bliver en industristandard i biobaserede produktionsprocesser, så bør der i fremtiden blive tilstrækkeligt markedspotentiale til at få aftaget disse ressourcer.

Løftet om ressourcegenvinding
Ressourcegenvinding fra produktionsprocesser såsom traditionelle petrokemiske- og mejeriprocesser er allerede veletablerede. Hvis der er tilgængelige teknologier til at genvinde disse ressourcer til en rimelig pris, så har ressourcegenvindingsenhederne en god chance for også at blive kommercialiseret inden for biobaserede produktionsprocesser.
I den traditionelle petrokemiske industri bliver energien, som bliver båret af processtrømme, betragtet som en væsentlig ressource. Derfor har udvikling og implementering af varmegenvindingsmetoder fundet sted i mange år.
I mejeriindustrien er ressourcegenvinding derimod en relativ ny udvikling. Et eksempel er valleprotein, hvor adskillelse med et membranmodul er det første skridt mod at producere det værdifulde valleprotein-pulver. Spildvarme fra mejeriindustrien findes også i betydelige mængder, og er dermed også under kontinuerlig udvikling mht. varmegenvinding (Cignitti et al., 2016).
Generelt er markedspotentialet for mange ressourcer i biobaserede produktionsaffaldsstrømme stort, mens der er store udsving i værdien af de forskellige ressourcer, der kan genanvendes. F.eks. har hesperidin en markedsværdi på 250.000 USD pr. ton, og kulhydrater en markedsværdi på ca. 250 USD pr. ton. Fra et rent økonomisk synspunkt kan ressourcegenvinding fra biobaserede produktionsstrømme således være en væsentlig lovende proces, der bidrager på bundlinjen af dansk industri.

Domænerne af ressourcegenvindingsteknikker
I biobaserede produktionsprocesser kan mange af de traditionelle kemiske procesanlæg anvendes, såsom membranbaserede separationsenheder, bundfældning, damp-væske destillation, solvent-baseret udvinding, varmegenvinding gennem anvendelse af varmekraftmaskiner og varmepumper. Derfor er området stort og mange af disse teknikker er veletablerede i den kemiske og petrokemiske industri. Der har også været en udvikling af matematiske modeller, softwareværktøjer og testanlæg (fra mikroskala til storskala og industriskala).
Derfor kan den danske biobaserede industri udnytte denne relativt enkle adgang til viden, hvorved et potentielt ønske om nyttiggørelse af ressourcer hurtigt kan identificeres, designes/eftermonteres og implementeres på en bæredygtig og effektiv måde. Metoder og redskaber fra processystem-teknologi (Eng: process systems engineering (PSE)), såsom procesmodellering, computerbaseret produkt- og processyntese og design kan bruges til at identificere den optimale konfiguration af ressourcegenvindingsenheder, herunder hybride, intensive og integrerede processer. Dette suppleres med principper som Quality by design (QbD) og procesanalytisk teknologi (Eng: Process Analytical Technology (PAT)). Ved at kombinere allerede eksisterende værktøjer og teknologier kan der designes og implementeres omkostningseffektive og robuste ressourcegenvindingsløsninger, figur 2.

Økonomi og implementering
Idéen om at undersøge muligheden for at omdanne et spildevandsrensningsanlæg fra et industrielt biobaseret produktionssted til et ressourcegenvindingsanlæg er baseret på økonomisk potentiale. Dette potentiale kan skyldes markedets efterspørgsel efter en værdifuld ressource, som findes i affaldsstrømmen (herunder vand i sig selv), samt opstå på grund af opstramninger af miljølovgivningen.
Der er mange separationsteknologier, som kan bidrage til at realisere det økonomiske potentiale. Men skalaen, modenhed og anvendeligheden af disse teknologier er forskellige og skal systematisk overvejes. Derfor skal udviklingen af en separationsteknologi til dette formål baseres på overvejelser af både tekniske og økonomiske aspekter.
Det kan opnås ved at anvende et sæt af teknisk-økonomiske retningslinjer sammen med nutidsværdianalyse (Eng: net present value (NPV)), teknisk-økonomisk risikovurdering og lag af beskyttelsesanalyse (Eng: layer of protection analysis (LOPA)). Disse kan fremmes ved hensigtsmæssig brug af tilgængelige PSE-metoder og værktøjer. Figur 3 viser en teknisk-økonomisk retningslinje, der inkorporerer veletablerede og industrielt accepterede principper som teknologisk parathedsniveau (Eng: technology readiness level (TRL)) til at vurdere de tekniske aspekter af et projekt, mens begreber som nutidsværdianalyse kan bruges til at vurdere de økonomiske aspekter af projektet. Den teknisk-økonomiske vurdering vil gøre det muligt at stoppe projekter, som ikke er praktiske eller rentable allerede tidligt i processen, hvorved der kan fokuseres på udvikling af mere lovende projekter.

Fremtidige perspektiver
Vil man fremme ressourcegenvinding i fremtiden, bør man fokusere på samarbejdet mellem dansk industri og den akademiske verden gennem fælles udviklingsprojekter. Et potentielt problem, der kan hindre en sådan udvikling, er, at virksomheder kun sjældent besidder detaljerede oplysninger om sammensætningen af de affaldsstrømme, der dannes i processerne. Derfor er en detaljeret analyse af affaldsstrømmene nødvendig i kortlægningen af potentielle ressourcer. Samarbejde mellem industri og universiteter er nødvendigt, så der kan opnås optimal fremgang af videnskab og teknologi til at udvikle ressourcegenvinding som en vigtig ekstra proces, der giver et væsentligt positivt bidrag til industrielle og kommercielle interesser. For at nå dette mål inden for forholdsvis kort tid, kræves der nationale såvel som internationale samarbejdsinitiativer. Et eksempel er BIOPRO2 Strategisk Forskningscenter.

Kilder
Deloitte, Opportunities for the fermentation-based chemical industry, (2014), https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/nl/Documents/manufacturing/deloitte-nl-manufacturing-opportunities-for-the-fermentation-based-chemical-industry-2014.pdf, hentet 24 Februar 2017.
Cignitti, Stefano; Frutiger, Jerome; Zühlsdorf, Benjamin; Bühler, Fabian; Andreasen, Jesper Graa; Müller, Fridolin; Haglind, Fredrik; Elmegaard, Brian; Abildskov, Jens; Sin, Gürkan; Forbedring Af Industrielle Processers Energieffektivitet, (2016), Dansk Kemi, 97, 10, 10-12.

Funding
Forskningsarbejdet er udført som en del af BIOPRO2 strategisk forskningscenter (InnovationsFonden, sagsnummer 4105-00020B).

[FAKTABOKS begynd:]
BIOPRO Strategisk Forskningscenter og PROSYS Forskningscenter
BIOPRO:
Oprettelsen af et biotekpartnerskab på Sjælland er den grundlæggende idé bag BIOPRO (www.biopro.nu). Der har været globale bioteknologiske ledere i vores region i mange år og ved at forene kræfterne skal der skabes et partnerskab, der gavner af eksisterende knowhow og skaber ny viden og beskæftigelse. Partnerskabet står på tre ben: industri, universiteter og et frugtbart regionalt erhvervsklima. Industrien sigter efter øget konkurrenceevne og bæredygtighed. Partnere er CAPNOVA, Chr. Hansen, Novozymes, Novo Nordisk, DONG Energy, CP Kelco, Københavns Universitet og Danmarks Tekniske Universitet.

PROSYS:
Forskningscenteret er en del af instituttet for Kemiteknik på Danmarks Tekniske Universitet, DTU. Det er internationalt anerkendt for sin forskning, som er rettet mod udvikling og implementering af den næste generation af bæredygtige processer i den kemiske, biobaserede og farmaceutiske industri. PROSYS fungerer på grænsefladen mellem flere discipliner, herunder bioteknologi, procesteknik, kemi og systemteknologi.
[FAKTABOKS slut:]

Skrevet i: Energi, Klima og miljø

Seneste nyt fra redaktionen

Vælg bælg

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemiTop03. 11. 2025

Bælgfrugter kan blive en vigtig komponent i en mere plantebaseret kost, men vi har stadig begrænset viden om deres indhold af metabolitter. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Hanne

Enzymet glucoseoxidase – en status i 100-året for Detlev Müllers opdagelse

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi29. 10. 2025

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Jens Ulstrup1, Xinxin Xiao2, Adam Heller3 og Ture Damhus41 Institut for Kemi, Danmarks Tekniske Universitet2 Institut for Kemi og Biovidenskab,

Vil du stå i spidsen for et af Danmarks ældste fagblade – Dansk Kemi søger ny redaktør

Organisk kemi21. 10. 2025

Da vores redaktør, Hanne Christine Bertram, stopper, søger vi en redaktør til et af Danmarks ældste fagtidsskrifter, Dansk Kemi. Dansk Kemi bringer aktuel og dybdegående information om kemien og dens udvikling inden for industri, forskning og uddannelse. Bladet er desuden medlemsblad for Kemisk

Hvad laver lermineralet vermiculiti laboratoriet?

AktueltArtikler fra Dansk Kemi21. 10. 2025

I 2023 kom ler for alvor i medierne, da der skete et voldsomt jordskred i Ølst Bakker ved Randers. Siden 1950'erne er der i området gravet ler til Leca-kugler, som blandt andet bruges til dræn og (sammen med beton) til isolering. Faktisk bliver mange lermineraler brugt til forskellige kommercielle

Er kokain protoneret, når det binder til dopamintransporteren?

AktueltArtikler fra Dansk KemiMedicinalkemi17. 10. 2025

Vi har undersøgt, hvordan pH-forholdene er, når lægemidlet binder til dets vigtigste target. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Marie Louise Gram og Mikael Bols, Kemisk Institut,

Både Techmedia og mange fagfolk vil savne Marianne Dieckmann

Branchenyt15. 10. 2025

Det er med stor sorg, at vi må fortælle, at vores hjertevarme og altid positive kollega – og ven – Marianne Dieckmann (61) ikke er hos os i denne verden længere. Marianne gik for nyligt bort efter i flere år at have kæmpet mod en kræftsygdom, som hun dog hverken lod forlag eller vores mange kunder

Chr. Hansen A/S, osteløbe og teknologispring

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi06. 10. 2025

– en virksomhed, der har en historie med mange facetter. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Kurt Jacobsen, dr.phil. Den 29. januar 2004 fusionerede de to danske virksomheder,

Fra forskning i nanosikkerhed til mere sikker håndtering af nanomaterialer i arbejdsmiljøet

AktueltArbejdsmiljø/IndeklimaArtikler fra Dansk Kemi29. 09. 2025

NFA har udgivet en videnskabelig artikel om NFA's samfundsmæssige aftryk på kemiområdet. Den beskriver, hvordan forskning i nanosikkerhed er omsat til mere sikker håndtering af nanomaterialer på arbejdspladser i Danmark. Det skete i tæt dialog mellem forskere, Arbejdstilsynet og arbejdsmarkedets

Sulfitter. Sulfo. Sulfonater og sulfater. Sulfa. Sulfy. Sulfider. Sulfan

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi22. 09. 2025

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Hvad er fælles for indholdet af de to flasker på billedet? Der er svovlforbindelser i begge, og i begge giver de pågældende forbindelser lidt

Jubilæumsudgaven af Labdays i Aarhus er kommet godt fra start

BranchenytTop10. 09. 2025

Lige fra morgenstunden stod de første besøgende klar til at komme ind på LabDays messen, der i år afholdes i smilets by, Aarhus. Her kunne de finde oplagte udstillere, der gennem messens to dage står klar til at præsentere deres produkter, der inkluderer alt indenfor laboratorieverdenen. Der ud

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • DENIOS ApS

    Sådan håndterer du en lækage med 10 trin

  • MD Scientific

    SkillPak BIO færdigpakkede kolonner til kromatografiapplikationer

  • Holm & Halby

    Fryserseminar – ULT

  • Busch Vakuumteknik A/S

    50 års trofast tjeneste i produktionen

  • Holm & Halby

    Bestil vores gratis 2026 kalendere 

  • Holm & Halby

    Vi afholder Fermenteringsseminar på BII

  • DENIOS ApS

    Alt hvad du skal vide, før du håndterer farlige stoffer

  • Holm & Halby

    Servicetekniker til LAF, sikkerhedskabinetter og renrum

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Øget produktivitet på mejeriet takket være vakuum fra Busch

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Du inviteres til den årlige Opentrons Super-bruger dag

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Vælg bælg

    03.11.2025

  • Enzymet glucoseoxidase – en status i 100-året for Detlev Müllers opdagelse

    29.10.2025

  • Vil du stå i spidsen for et af Danmarks ældste fagblade – Dansk Kemi søger ny redaktør

    21.10.2025

  • Hvad laver lermineralet vermiculiti laboratoriet?

    21.10.2025

  • Er kokain protoneret, når det binder til dopamintransporteren?

    17.10.2025

  • Både Techmedia og mange fagfolk vil savne Marianne Dieckmann

    15.10.2025

  • Chr. Hansen A/S, osteløbe og teknologispring

    06.10.2025

  • Fra forskning i nanosikkerhed til mere sikker håndtering af nanomaterialer i arbejdsmiljøet

    29.09.2025

  • Sulfitter. Sulfo. Sulfonater og sulfater. Sulfa. Sulfy. Sulfider. Sulfan

    22.09.2025

  • Jubilæumsudgaven af Labdays i Aarhus er kommet godt fra start

    10.09.2025

  • Kvantealgoritmer og kemisk forståelse i åbne systemer

    03.09.2025

  • Grøn kemi, affald og plast

    26.08.2025

  • Det gyldne mikrobiom: Tarmbakterier som kilde til det essentielle B-vitamin riboflavin

    20.08.2025

  • Antibiotikaresistens i vores naturlige miljøer

    12.08.2025

  • Nye metoder giver indsigt i plantebaseret strukturdannelse

    04.08.2025

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik