Fotografi av Annika Björn

Annika Björn

Universitetslektor, Docent

Ökadmetanproduktion och processtabilitet i biogasreaktorer

Jag undersöker möjligheterna till effektivisering av biogasproduktion inom gränserna för både tekniska och mikrobiella krav. 

Det huvudsakliga målet är att vidareutveckla vår förståelse för spårämnenas roll för att främja stabil biogasproduktion. inklusive deras roll som möjliga effektorer på reaktorvätskans reologi kopplat till den mikrobiella utsöndringen av viskositetsaktiva organiska föreningar. Likaså att fördjupa kunskaper om hydrolytiska reaktioner och definiera underutnyttjade substratfraktioner vid anaerob nedbrytning genom att karaktärisera komplexa organiska strukturer som återstår i olika rötrester.

Etablering/effektivisering av biogasproduktion

 Genom etablering av UASB (upflow anaerobic sludge blanket)-teknik och CSTR (completely stirred tank reactors) med slamåterföring avser vi att skapa förutsättningar för metanproduktion från pappers- och massaindustrins (PMI) avloppsvatten motsvarande ca 100 MNm3 metan per år. Tidigare estimat är 17 Nm3. Utöver detta energiuttag sparas stora mängder el och olja genom minskat luftningsbehov i vattenreningen och minimering av slamförbränning.

Betydelsen av spårämnen för optimerad biogasproduktion 

Min forskning undersöker möjligheter till effektivisering av biogasproduktion inom gränserna för både tekniska och mikrobiella krav. Det huvudsakliga målet är att vidareutveckla vår förståelse för spårämnenas roll för att främja stabil biogasproduktion inklusive deras roll som möjliga effektorer på reaktorvätskans reologi kopplat till den mikrobiella utsöndringen av viskositetsaktiva organiska föreningar. Resultaten syftar till att ge underlag där vi integrerar möjligheterna till ökad belastning och utbyte i testade processer samt riktlinjer för vidare forskningsstudier inom området. Det innebär att de praktiska villkoren för till exempel dosering av spårämnen, dimensionering av omrörning, pumpning och avvattning på sikt ges ett säkrare underlag med mindre risk för överraskningar i form av processtörningar.

Förbättrad hydrolys för ökad nedbrytbarhet av organiskt material

Hydrolysen har i många fall visat sig vara det hastighetsbestämmande steget vid anaerob nedbrytning av komplexa polymerer och tidigare studier har påvisat att komplexa, mindre tillgängliga organiska strukturer oftast enbart bryts ner delvis. För att uppnå en effektivare anaerob nedbrytning av komplexa substrat behöver hydrolysen optimeras. Vår forskning avser att fördjupa kunskaper om hydrolytiska reaktioner och definiera underutnyttjade substratfraktioner vid anaerob nedbrytning genom att karaktärisera komplexa organiska strukturer som återstår i olika rötrester. Resultaten från den kemiska karaktäriseringen kommer därefter att nyttjas för laborativa studier med syfte att optimera hydrolysen och nedbrytbarheten av definierade svårnedbrytbara organiska strukturer ur ett mikrobiellt perspektiv för minimum tre olika processer.

Fördjupade forskningsinsatser kopplade till skolutvecklingsprojektet KNUT

Energifrågornas konsekvenser för miljön och hälsan är viktiga sammanhang och betydelsen av dem ökar. Upplysning om dessa i grundläggande utbildning är därför avgörande för alla människors möjlighet till deltagande i en gemensam kultur. Samtidigt behöver framtidens expertis rekryteras och utbildas för spetskompetens. I skolutvecklingsprojektet ”KNUT” är både dessa utbildningssyften viktiga med en strävan mot ökad måluppfyllelse genom en förbättrad undervisning, som tar sin utgångspunkt i energifrågornas hantering. En forskningsinsats som uppmärksammar elevers perspektiv och lärares urval av innehåll samt vad som påverkar ungdomars val av utbildning är därför avgörande frågor. Jag jobbar med dessa frågor genom forskningsinsatser utifrån ett följeforskningsperspektiv, som innebär samarbete mellan berörda parter, målinriktning och förändringsarbete utifrån vetenskap och beprövad erfarenhet. 

KNUT (Kunskap, Naturvetenskap, Utomhuspedagogik och Teknik)




Publikationer

2024

Thuane Mendes Anacleto, Betina Kozlowsky-Suzuki, Annika Björn, Sepehr Shakeri Yekta, Laura Shizue Moriga Masuda, Vinicius Peruzzi de Oliveira, Alex Enrich Prast (2024) Methane yield response to pretreatment is dependent on substrate chemical composition: a meta-analysis on anaerobic digestion systems Scientific Reports, Vol. 14, Artikel 1240 Vidare till DOI
Helena Rodrigues Oliveira, Betina Kozlowsky-Suzuki, Annika Björn (Fredriksson), Sepehr Shakeri Yekta, Cristiane Fonseca Caetano, Erika Flavia Machado Pinheiro, Humberto Marotta, Joao Paulo Bassin, Luciano Oliveira, Marcelo de Miranda Reis, Mario Sergio Schultz, Norberto Mangiavacchi, Viridiana Santana Ferreira-Leitao, Daniel Oluwagbotemi Fasheun, Fernanda Geraldo Silva, Igor Taveira, Ingrid Roberta de Franca Soares Alves, Julia Castro, Juliana Velloso Durao, Juliana Guimaraes, Mariana Erthal Rocha, Marina Tomasini, Pedro Vitor de Oliveira Martins, Rogerio Presciliano, Stella Buback dos Santos, Tamires Marques Faria, Tarcisio Correa, Thiago de Nuno Mendes Pery de Linde, Fernanda Abreu, Alex Enrich Prast (2024) Biogas potential of biowaste: A case study in the state of Rio de Janeiro, Brazil Renewable energy, Vol. 221, Artikel 119751 Vidare till DOI

2023

Luka Safaric, Annika Björn (Fredriksson), Bo H Svensson, David Bastviken, Sepehr Shakeri Yekta (2023) Rheology, Micronutrients, and Process Disturbance in Continuous Stirred-Tank Biogas Reactors Industrial & Engineering Chemistry Research, Vol. 62, s. 17372-17384 Vidare till DOI

2022

Tong Liu, Xiaoxiao Li, Sepehr Shakeri Yekta, Annika Björn, Bo-Zhong Mu, Laura Shizue Moriga Masuda, Anna Schnürer, Alex Enrich Prast (2022) Absence of oxygen effect on microbial structure and methane production during drying and rewetting events Scientific Reports, Vol. 12, Artikel 16570 Vidare till DOI
Ebba Perman, Anna Schnürer, Annika Björn, Jan Moestedt (2022) Serial anaerobic digestion improves protein degradation and biogas production from mixed food waste Biomass and Bioenergy, Vol. 161, Artikel 106478 Vidare till DOI

Forskningsprojekt

Läs mer om Biogasforskning

CV

CV

• 2007
Filosofie doktor, Tema Vatten i natur och samhälle. Avhandlingens titel: Mikrobiell omsättning av tennorganiska föreningar under simulerade deponiförhållanden.

• 1997
Filosofie magister, Kemi, Linköpings universitet

Uppdrag

  • Forskningsområdeskoordinator för process- och teknikutveckling inom Biogas Research Center (BRC).

  • Ämnesansvarig för Naturkunskap inom Ämneslärarprogrammet, Campus Valla (LiU).

Undervisning

  • Miljövetenskap
  • Tematisk naturvetenskap och naturkunskap
  • Kemi
  • Kemisk biologi
  • Teknisk biologi
  • Naturorienterande ämnen för blivande lärare



Nyheter

Om avdelningen