Det går att producera bioetanol av jordbruks- och industriavfall i redan befintliga fabriker på ett socioekonomiskt hållbart sätt. Det visar ett forskningsprojekt genomfört av doktoranden Ramkumar Nair vid Högskolan i Borås där han har verifierat en ny processmodell.
– Jag har verifierat en process som vi hoppas fungerar i industriell skala, när det gäller att använda befintliga etanolfabriker, säger han. Tack vare den processen får industrin möjlighet att bli mer hållbar och kan använda jordbruks- eller industriavfall för framställning av bioetanol.
Bioetanol används bland annat som bränsle för bilar. Oftast är det vete, sockerrör eller majs som används för etanolframställningen. I Sverige är vete vanligast.
– Men det är ju grödor som används som människoföda, säger Ramkumar Nair. Det är mer hållbart om vi kan använda avfall för att skapa bränslet och det är något som vi har hållit på mycket med i olika projekt här vid Högskolan i Borås.
Större investeringar behövs inte
Han berättar att dessa forsknings- och pilotprojekt där avfall används, kallas för andra generationens etanolprocesser, medan den nuvarande industriella produktionen kallas första generationens etanolprocess. Ramkumar Nair har nu verifierat en process som integrerar första och andra generationens etanolprocesser.
– Det betyder att jordbruksrester, som halm, kli och liknande kan användas för att göra etanol, utan att några större investeringar behöver göras i fabrikerna. Allt som behövs finns redan där – det går att använda fabrikernas befintliga reaktorer. Detta lyfter också bort bördan av att använda födoämnen för att tillverka fordonsbränsle.
Utan kemikalier
I sin forskning har han analyserat strukturen i första generationens etanolprocesser och tagit reda på var fokus behöver ligga. Den största utmaningen var att man inte ville tillsätta kemikalier för att bryta ned avfallsmaterialet inför etanolprocessen, eftersom spillet från etanolfabrikerna bland annat ska användas till djurfoder.
– Det vi skulle tillsätta fick inte göra så att jäsningen avstannade, säger Ramkumar Nair. Efter många försök föll valet på att tillsätta fosforsyra. Det är bra för djuren som äter spillet och det ger väldigt bra resultat i processen för etanoljäsning.
Hela metoden testades först i liten skala i labbet på Högskolan i Borås, senare i en större anläggning vid Borås Energi och Miljö och slutligen i ännu större skala på SEKAB i Örnsköldsvik.
Integration med hjälp av en svamp
För att lyckas med integrationen har en ätbar trådig svamp använts, Neurospora intermedia, en svamp som används som livsmedel i exempelvis Indonesien. Den har en god förmåga att producera etanol och är samtidigt en bra beståndsdel i djurfoder, tack vare sitt höga proteininnehåll. Denna svamp är lätt att odla i labbmiljö.
– En svårighet vid användandet av svampen är att den har en benägenhet att bilda klumpar, som skapar utmaningar i industriprocessen. Men jag har lyckats förmå den här svampen att bilda små kulor, pellets, i stället för klumpar. Det finns många andra svampar som bildar pellets, men jag är den första som har fått Neurospora intermedia att göra det. Pellets fastnar inte, utan rullar lätt iväg, och är bättre för jäsningsprocessen i en del lägen.
Det var komplicerat att komma underfund med hur man skulle göra, men när det väl var gjort är metoden för att få svampen att bilda pellets i stället för klumpar ganska enkel.
Ledde till patent
Nu kommer projektet förhoppningsvis att fortsätta i industrin, för att utveckla och finslipa processen i större skala. Hela konceptet med integration, och resultaten, ingår nu i ett patent som ägs av Lantmännen Agroetanol, samarbetspartner i Ramkumar Nairs forskningsprojekt.
– Nu finns en forskningsbaserad verifikation för processen, så att industrin kan gå vidare och utveckla den, säger Ramkumar Nair. Jag hoppas att inom några år få se en storskalig första generationens etanolfabrik som producerar bioetanol av jordbruksavfall med hjälp av integrationsmodellen.
