28 juni 2017

I en biogasreaktor fungerar fett ungefär som hemma i köket, kladdar och klumpar ihop sig. Forskarna vid Biogas Research Center, med Annika Björn i spetsen, har dock hittat en vän i nöden, en bakterie som, om man bara ger den tid, bryter ner även de besvärliga fettkedjorna. 

Innehållet i gröna påsen blir till biogas i reaktorn
Bakterien heter Syntrophomonas och är en så kallad betaoxiderare. Det tar tid för den att växa sig stark i biogasreaktorn, men kommer den bara upp i en viss koncentration gör den sitt jobb och även besvärligt fett kan rötas till nyttig biogas. Det visar forskare vid Linköpings universitet, verksamma inom Biogas Research Center, BRC, som tillsammans med amerikanska forskare publicerat en artikel i tidskriften Water Research.

Sedan början av 2000-talet har biogas visat sig vara lösningen på ett antal samhälleliga avfallsproblem. Det råmaterial som, förutom rester från reningsverken, har hamnat i rötkamrarna är slaktavfall, smuggelsprit, restprodukter och felaktiga eller för gamla varor från livsmedelsindustrin och en hel del annat överblivet organiskt material. Mycket av det som tidigare inneburit stora problem att hantera blir till nyttig biogas. 

Ökad produktion

Efterfrågan på gasen ökar och det finns fortfarande stor kapacitet kvar att utnyttja i reaktorerna vid landets avloppsreningsverk. Det är reaktorer som byggdes för att effektivare och miljövänligare rena avloppsvatten och där biogasen till en början var en trevlig bonus. En viktig del av forskningen vid BRC handlar därför om att öka produktionen av biogas i reaktorer som finns och fungerar. Att den produktionen ökar är också en viktig pusselbit för att uppnå målet med 15 TWh energi från biogas år 2030.

Annika BjörnBRC-forskarna, med Annika Björn, Bo Svensson och Sepehr Shakeri Yekta vid Tema Miljöförändring i spetsen, gör även försök med att dosera extra näringsämnen i reaktorerna som får de små metanbildade organismerna att arbeta bättre, men blandar också nya substrat/råvaror i det avloppsslam som normalt rötas.

Utmanande substrat

Ett substrat man tittat länge på är överblivet fett, oljor och kladdiga rester i restaurangernas fettfilter som ställer till problem i avfallshanteringen, men som samtidigt är enormt energirikt. Energiinnehållet är upp till 300 gånger högre än i det avloppsslam som rötas vid reningsverken. Fett är dock svårt att röta i reaktorerna. Det bildas lätt långa fettkedjor, LCFA – long chain fatty acid, som täpper igen det mesta och som stör processerna.

Med änglars tålamod har forskarna inom BRC blandat avloppsslam från Henriksdals reningsverk i Stockholm med olika mängder fett från LiU-restaurangernas fettfilter för att på nära håll studera hur de metanbildade små organismerna reagerar.

– Vi ville få en ökad förståelse för de organismer som bryter ner fett, säger Annika Björn.

En central organism visade sig vara bakterien Syntrophomonas.

– Koncentrationen av Syntrophomonas var viktig för att få ett bra resultat. Den växer dock till ganska långsamt och behöver lite längre uppehållstid i reaktorn för att arbeta bra. Tiden i reaktorn behöver ökas, men för att öka effektiviteten i processen föreslår vi också att man återcirkulerar material till reaktorn för att på så sätt öka uppehållstiden för bakterien, berättar Annika Björn, universitetslektor vid Tema Miljöförändring och forskningsledare inom BRC.

– Genom att vara lite strategisk och mata reaktorn med precis så mycket fett att koncentrationen av Syntrophomonas hålls över en viss tröskelnivå kan man styra produktionen och väsentligt öka mängden biogas samtidigt som vi får god nytta av ett utmanande substrat, säger Annika Björn.

Artikeln
Microbial community adaption influences long-chain fatty acid conversion during anaerobic codigestion of fats, oils, and grease with municipal sludge. Ryan M Ziels, Anna Karlsson, David Beck, Jörgen Ejlertsson, Sepehr Shakeri Yekta, Annika Björn, David Stensel och Bo Svensson från University of Washington, Scandinavian Biogas Fuels AB samt Tema Miljöförändring, Linköpings universitet, Water Research 2016. 
DOI 10.1016/j.watres.2016.07.043


Kontakt

Biogasforskning

Fler nyheter från LiU

CO2 skrivet på blå himmel med bokstäver av moln.

Riskfylld väg mot klimatmål för Stockholm

Stockholms mål är att år 2030 fånga in mer koldioxid än vad som släpps ut. Därför satsar staden på ny teknik vid kraftvärmeverket Värtaverket. Men det är en strategi som antagits utan tillräcklig diskussion om riskerna, konstaterar forskare vid LiU.

Världens första ISO-standarder för cirkulär ekonomi klara

Flera forskare från LiU har deltagit i arbetet med att ta fram världens första ISO-standarder för en cirkulär ekonomi. Målet är ett mer hållbart samhälle.

Orkester står utomhus med instrumenten i luften

Akademisk högtid med rymdfärd och Harry Potter

Årets akademiska högtid vid Linköpings universitet äger rum den 31 maj–1 juni. Den bjuder på hedersdoktorsföreläsningar med bland andra astronauten Marcus Wandt, en festkonsert med barnens värld som tema och en högtidlig ceremoni.