Yhdyskuntajätteiden hyödyntäminen biojalostamossa

Marjaana Rättö; Minna Vikman; Matti Siika-aho

Yhdyskuntajätteiden hyödyntäminen biojalostamossa

Translated title of the contribution: Utilization of municipal waste in biorefinery

Marjaana Rättö
, Minna Vikman
, Matti Siika-aho

Research output: Book/Report › Report

Abstract

Biojalostamossa hyödynnetään biomassaa fossiilisista raaka-aineista valmistettuja tuotteita korvaavien biopolttoaineiden, bioenergian ja kemikaalien tuotannossa. Esimerkiksi sokeri-, tärkkelys- ja selluloosapitoisista materiaaleista voidaan valmistaa entsymaattisen hydrolyysin ja bioteknisen prosessoinnin avulla etanolia tai kemikaaleja. Biomassaa hyödynnetään laajenevassa mitassa polttoaineiden tuotannossa, mutta kemianteollisuus perustuu toistaiseksi lähes yksinomaan fossiilisten raaka-aineiden käyttöön. Tässä hankkeessa selvitettiin yhdyskuntajätteen hyödyntämismahdollisuuksia biojalostamo-konseptissa käyttäen malliprosessina polttoaine-etanolin tuottoa. Yhdyskuntien jätevirtojen kartoituksen perusteella valittiin sokerireittiin perustuvan biojalostamon raaka-aineeksi soveltuvat, runsaasti hiilihydraatteja sisältävä fraktiot, joiden soveltuvuutta biotekniseen jatkokäsittelyyn tutkittiin laboratoriomittakaavan kokeissa. Soveltuvia jätefraktioita ovat erilliskerätty biojäte, sekajäte, kuitupakkaukset, keräyspaperi ja rakennusjätteen tietyt fraktiot. Osalle näistä jakeista on jo olemassa toimivat hyödyntämisjärjestelmät, joten ne jätettiin tämän selvityksen ulkopuolelle. Saatujen tulosten mukaan erilliskerätty biojäte soveltuu teknisesti erittäin hyvin sokereita hyödyntävän biojalostamon raaka-aineeksi. Erilliskerätyn biojätteen volyymit ovat kuitenkin pieniä: YTV-alueen biojätteen käyttävä laitos tuottaisi 3 000 tonnia etanolia vuodessa, ja kokonaisetanolintuottopotentiaali biojätteestä Suomessa on alle 20 000 tonnia vuodessa. Kaatopaikoille menevä sekajäte on volyymiltaan biojätettä huomattavasti suurempi jätefraktio. Hiilihydraattikoostumuksen perusteella arvioiden Suomen sekajätekertymästä olisi teoreettisesti mahdollista tuottaa 260 000 tonnia etanolia vuodessa. Sekajätteen heterogeenisuus vaikeuttaa hiilihydraattien hyödyntämistä, ja tässä työssä saatujen tulosten perusteella saanto fraktioimattomaan sekajätteeseen perustuvassa prosessissa ilmeisesti olisi alle 50 % teoreettisesta. Sekajätteen tehokas hyödyntäminen sokerireittiin perustuvassa biojalostamoissa edellyttääkin raaka-aineen fraktiointia joko keräyksen yhteydessä tai jätteenkäsittelylaitoksessa ja prosessien edelleen kehittämistä, muun muassa esikäsittelyjen optimointia.

Translated title of the contribution	Utilization of municipal waste in biorefinery
Original language	Finnish
Place of Publication	Espoo
Publisher	VTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages	70
ISBN (Electronic)	978-951-38-7311-0
ISBN (Print)	978-951-38-7310-3
Publication status	Published - 2009
MoE publication type	Not Eligible

Publication series

Series	VTT Tiedotteita - Research Notes
Number	2494
ISSN	1235-0605

UN SDGs

This output contributes to the following UN Sustainable Development Goals (SDGs)

SDG 7 Affordable and Clean Energy
SDG 11 Sustainable Cities and Communities

Keywords

biorefinery
municipal waste
biowaste
mixed waste
cellulose
starch
carbohydrate,hydrolysis
fermentation
fuel ethanol

Access to Document

https://publications.vtt.fi/pdf/tiedotteet/2009/T2494.pdf

Cite this

@book{3e774d8ee73f47f4af5c0e49fcc310ad,

title = "Yhdyskuntaj{\"a}tteiden hy{\"o}dynt{\"a}minen biojalostamossa",

abstract = "Biojalostamossa hy{\"o}dynnet{\"a}{\"a}n biomassaa fossiilisista raaka-aineista valmistettuja tuotteita korvaavien biopolttoaineiden, bioenergian ja kemikaalien tuotannossa. Esimerkiksi sokeri-, t{\"a}rkkelys- ja selluloosapitoisista materiaaleista voidaan valmistaa entsymaattisen hydrolyysin ja bioteknisen prosessoinnin avulla etanolia tai kemikaaleja. Biomassaa hy{\"o}dynnet{\"a}{\"a}n laajenevassa mitassa polttoaineiden tuotannossa, mutta kemianteollisuus perustuu toistaiseksi l{\"a}hes yksinomaan fossiilisten raaka-aineiden k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n. T{\"a}ss{\"a} hankkeessa selvitettiin yhdyskuntaj{\"a}tteen hy{\"o}dynt{\"a}mismahdollisuuksia biojalostamo-konseptissa k{\"a}ytt{\"a}en malliprosessina polttoaine-etanolin tuottoa. Yhdyskuntien j{\"a}tevirtojen kartoituksen perusteella valittiin sokerireittiin perustuvan biojalostamon raaka-aineeksi soveltuvat, runsaasti hiilihydraatteja sis{\"a}lt{\"a}v{\"a} fraktiot, joiden soveltuvuutta biotekniseen jatkok{\"a}sittelyyn tutkittiin laboratoriomittakaavan kokeissa. Soveltuvia j{\"a}tefraktioita ovat erillisker{\"a}tty bioj{\"a}te, sekaj{\"a}te, kuitupakkaukset, ker{\"a}yspaperi ja rakennusj{\"a}tteen tietyt fraktiot. Osalle n{\"a}ist{\"a} jakeista on jo olemassa toimivat hy{\"o}dynt{\"a}misj{\"a}rjestelm{\"a}t, joten ne j{\"a}tettiin t{\"a}m{\"a}n selvityksen ulkopuolelle. Saatujen tulosten mukaan erillisker{\"a}tty bioj{\"a}te soveltuu teknisesti eritt{\"a}in hyvin sokereita hy{\"o}dynt{\"a}v{\"a}n biojalostamon raaka-aineeksi. Erillisker{\"a}tyn bioj{\"a}tteen volyymit ovat kuitenkin pieni{\"a}: YTV-alueen bioj{\"a}tteen k{\"a}ytt{\"a}v{\"a} laitos tuottaisi 3 000 tonnia etanolia vuodessa, ja kokonaisetanolintuottopotentiaali bioj{\"a}tteest{\"a} Suomessa on alle 20 000 tonnia vuodessa. Kaatopaikoille menev{\"a} sekaj{\"a}te on volyymiltaan bioj{\"a}tett{\"a} huomattavasti suurempi j{\"a}tefraktio. Hiilihydraattikoostumuksen perusteella arvioiden Suomen sekaj{\"a}tekertym{\"a}st{\"a} olisi teoreettisesti mahdollista tuottaa 260 000 tonnia etanolia vuodessa. Sekaj{\"a}tteen heterogeenisuus vaikeuttaa hiilihydraattien hy{\"o}dynt{\"a}mist{\"a}, ja t{\"a}ss{\"a} ty{\"o}ss{\"a} saatujen tulosten perusteella saanto fraktioimattomaan sekaj{\"a}tteeseen perustuvassa prosessissa ilmeisesti olisi alle 50 \% teoreettisesta. Sekaj{\"a}tteen tehokas hy{\"o}dynt{\"a}minen sokerireittiin perustuvassa biojalostamoissa edellytt{\"a}{\"a}kin raaka-aineen fraktiointia joko ker{\"a}yksen yhteydess{\"a} tai j{\"a}tteenk{\"a}sittelylaitoksessa ja prosessien edelleen kehitt{\"a}mist{\"a}, muun muassa esik{\"a}sittelyjen optimointia.",

keywords = "biorefinery, municipal waste, biowaste, mixed waste, cellulose, starch, carbohydrate,hydrolysis, fermentation, fuel ethanol",

author = "Marjaana R{\"a}tt{\"o} and Minna Vikman and Matti Siika-aho",

note = "Project code: 7055 ",

year = "2009",

language = "Finnish",

isbn = "978-951-38-7310-3",

series = "VTT Tiedotteita - Research Notes",

publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",

number = "2494",

address = "Finland",

}

TY - BOOK

T1 - Yhdyskuntajätteiden hyödyntäminen biojalostamossa

AU - Rättö, Marjaana

AU - Vikman, Minna

AU - Siika-aho, Matti

N1 - Project code: 7055

PY - 2009

Y1 - 2009

N2 - Biojalostamossa hyödynnetään biomassaa fossiilisista raaka-aineista valmistettuja tuotteita korvaavien biopolttoaineiden, bioenergian ja kemikaalien tuotannossa. Esimerkiksi sokeri-, tärkkelys- ja selluloosapitoisista materiaaleista voidaan valmistaa entsymaattisen hydrolyysin ja bioteknisen prosessoinnin avulla etanolia tai kemikaaleja. Biomassaa hyödynnetään laajenevassa mitassa polttoaineiden tuotannossa, mutta kemianteollisuus perustuu toistaiseksi lähes yksinomaan fossiilisten raaka-aineiden käyttöön. Tässä hankkeessa selvitettiin yhdyskuntajätteen hyödyntämismahdollisuuksia biojalostamo-konseptissa käyttäen malliprosessina polttoaine-etanolin tuottoa. Yhdyskuntien jätevirtojen kartoituksen perusteella valittiin sokerireittiin perustuvan biojalostamon raaka-aineeksi soveltuvat, runsaasti hiilihydraatteja sisältävä fraktiot, joiden soveltuvuutta biotekniseen jatkokäsittelyyn tutkittiin laboratoriomittakaavan kokeissa. Soveltuvia jätefraktioita ovat erilliskerätty biojäte, sekajäte, kuitupakkaukset, keräyspaperi ja rakennusjätteen tietyt fraktiot. Osalle näistä jakeista on jo olemassa toimivat hyödyntämisjärjestelmät, joten ne jätettiin tämän selvityksen ulkopuolelle. Saatujen tulosten mukaan erilliskerätty biojäte soveltuu teknisesti erittäin hyvin sokereita hyödyntävän biojalostamon raaka-aineeksi. Erilliskerätyn biojätteen volyymit ovat kuitenkin pieniä: YTV-alueen biojätteen käyttävä laitos tuottaisi 3 000 tonnia etanolia vuodessa, ja kokonaisetanolintuottopotentiaali biojätteestä Suomessa on alle 20 000 tonnia vuodessa. Kaatopaikoille menevä sekajäte on volyymiltaan biojätettä huomattavasti suurempi jätefraktio. Hiilihydraattikoostumuksen perusteella arvioiden Suomen sekajätekertymästä olisi teoreettisesti mahdollista tuottaa 260 000 tonnia etanolia vuodessa. Sekajätteen heterogeenisuus vaikeuttaa hiilihydraattien hyödyntämistä, ja tässä työssä saatujen tulosten perusteella saanto fraktioimattomaan sekajätteeseen perustuvassa prosessissa ilmeisesti olisi alle 50 % teoreettisesta. Sekajätteen tehokas hyödyntäminen sokerireittiin perustuvassa biojalostamoissa edellyttääkin raaka-aineen fraktiointia joko keräyksen yhteydessä tai jätteenkäsittelylaitoksessa ja prosessien edelleen kehittämistä, muun muassa esikäsittelyjen optimointia.

AB - Biojalostamossa hyödynnetään biomassaa fossiilisista raaka-aineista valmistettuja tuotteita korvaavien biopolttoaineiden, bioenergian ja kemikaalien tuotannossa. Esimerkiksi sokeri-, tärkkelys- ja selluloosapitoisista materiaaleista voidaan valmistaa entsymaattisen hydrolyysin ja bioteknisen prosessoinnin avulla etanolia tai kemikaaleja. Biomassaa hyödynnetään laajenevassa mitassa polttoaineiden tuotannossa, mutta kemianteollisuus perustuu toistaiseksi lähes yksinomaan fossiilisten raaka-aineiden käyttöön. Tässä hankkeessa selvitettiin yhdyskuntajätteen hyödyntämismahdollisuuksia biojalostamo-konseptissa käyttäen malliprosessina polttoaine-etanolin tuottoa. Yhdyskuntien jätevirtojen kartoituksen perusteella valittiin sokerireittiin perustuvan biojalostamon raaka-aineeksi soveltuvat, runsaasti hiilihydraatteja sisältävä fraktiot, joiden soveltuvuutta biotekniseen jatkokäsittelyyn tutkittiin laboratoriomittakaavan kokeissa. Soveltuvia jätefraktioita ovat erilliskerätty biojäte, sekajäte, kuitupakkaukset, keräyspaperi ja rakennusjätteen tietyt fraktiot. Osalle näistä jakeista on jo olemassa toimivat hyödyntämisjärjestelmät, joten ne jätettiin tämän selvityksen ulkopuolelle. Saatujen tulosten mukaan erilliskerätty biojäte soveltuu teknisesti erittäin hyvin sokereita hyödyntävän biojalostamon raaka-aineeksi. Erilliskerätyn biojätteen volyymit ovat kuitenkin pieniä: YTV-alueen biojätteen käyttävä laitos tuottaisi 3 000 tonnia etanolia vuodessa, ja kokonaisetanolintuottopotentiaali biojätteestä Suomessa on alle 20 000 tonnia vuodessa. Kaatopaikoille menevä sekajäte on volyymiltaan biojätettä huomattavasti suurempi jätefraktio. Hiilihydraattikoostumuksen perusteella arvioiden Suomen sekajätekertymästä olisi teoreettisesti mahdollista tuottaa 260 000 tonnia etanolia vuodessa. Sekajätteen heterogeenisuus vaikeuttaa hiilihydraattien hyödyntämistä, ja tässä työssä saatujen tulosten perusteella saanto fraktioimattomaan sekajätteeseen perustuvassa prosessissa ilmeisesti olisi alle 50 % teoreettisesta. Sekajätteen tehokas hyödyntäminen sokerireittiin perustuvassa biojalostamoissa edellyttääkin raaka-aineen fraktiointia joko keräyksen yhteydessä tai jätteenkäsittelylaitoksessa ja prosessien edelleen kehittämistä, muun muassa esikäsittelyjen optimointia.

KW - biorefinery

KW - municipal waste

KW - biowaste

KW - mixed waste

KW - cellulose

KW - starch

KW - carbohydrate,hydrolysis

KW - fermentation

KW - fuel ethanol

M3 - Report

SN - 978-951-38-7310-3

T3 - VTT Tiedotteita - Research Notes

BT - Yhdyskuntajätteiden hyödyntäminen biojalostamossa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Yhdyskuntajätteiden hyödyntäminen biojalostamossa

Abstract

Publication series

UN SDGs

Keywords

Access to Document

Fingerprint

Cite this