Projektet pågick mellan oktober 2020 och maj 2021.
Projektet LI-LI-BIO fokuserade på att skapa värde från livsmedelsrestströmmar. Mer specifikt på lipidinnehållande processvattenströmmar – det vill säga processvattenströmmar som innehåller fetter, och ville testa en biosorbent för att avskilja fetter från processvattnet. Att processvattenströmmar innehåller fetter är idag ett kostsamt och operativt problem.
Istället för att avskilja lipiderna med traditionell kemisk eller mekanisk teknik, föreslog LI-LI-BIO användningen av en innovativ biosorbent från skogsbaserade, förnybara råvaror.
Syftet med projektet var att visa att konceptet för fettavskiljning i livsmedelsindustriella procesströmmar, med hjälp av en biosorbenten, fungerar. Dessutom ville projektet visa på möjliga framtida valoriseringsvägar för det avskilda fettet eller för fettet tillsammans med biosorbenten, samt föreslå översiktlig processteknisk integration av biosorbent.
Målet var att i labbskala (1 kg absorbent, 20 L processvatten) visa absorptionsförmågan för biosorbenten på tre processvatten med olika karaktär från tre olika livsmedelsföretag. Projektet skulle också utföra en potentialstudie av valorisering av de separerade fetterna samt processtekniska lösningar. Detta skulle presenteras i en rapport som kan vara vägledande för framtida fortsättningsprojekt.
Deltagare
AAK, Biosorbe AB, Estrella AB, Triumf Glass AB och RISE.
Budget
Projektets totala budget var 665 200 SEK.
Därför var detta viktigt
Projektet angrep ett problem som finns i många olika livsmedelsindustrier och föreslog en biobaserad lösning som i förlängningen skulle kunna leda till ökad lönsamhet för livsmedelsindustrierna samt större resurseffektivitet av vatten. Det föreslagna konceptet för fettavskiljning i livsmedelsindustrin, skulle bidra till en biobaserad omställning genom att introducera en ny och effektiv processteknik, baserad på förnybart biobaserat råmaterial. Konceptet hade även potential att vara kostnadseffektivare än dagens reningsteknik genom att skapa värde av avfallsströmmar och samtidigt minska miljöpåverkan genom mindre användning av kemikalier i form av flockningsmedel och syra.
Konceptet skulle göra det möjligt att addera ytterligare steg i den cirkulära ekonomin och skapa mer hållbara tekniska lösningar för att minska miljöpåverkan från livsmedelsindustrin. En annan effekt var också att skapa värde av det som idag är ett operativt problem som leder till ökade operativa kostnader och avfallshantering. En ytterligare effekt av projektet var att det skulle möjliggöra ytterligare applikationer för skogsbaserade råvaror.
Förväntade resultat
Projektet förväntades på labbskala visa en absorptionsförmåga av fett på 90% med hjälp av den innovativa biosorbenten på procesströmmar från livsmedelsindustrin. Därtill var ett förväntat resultat en potentialstudie som visar på vilka möjliga vägar det finns för valorisering av de infångade fettet.
Konkreta resultat
Hypotesen föll väl ut och projektet bekräftade att biosorbenten har förmåga att absorbera såväl fett från livsmedelsprocessvatten som olja vid oljespill, så som tidigare testats. Biosorbentens förmåga att absorbera fett visades för tre olika livsmedelsprocessvatten och resultaten bekräftades med externa analyser. Fettet absorberades utan att addera nya ämnen till processavloppsvattnet i form av exempelvis kväve och fosfor. Det anses därför finnas goda möjligheter att fortsätta utveckla fettavskiljningsprocessen med biosorbenten och utreda dess potentiella roll i vattenrening för livsmedelsindustrier. Lösningens implementerbarhet har däremot enbart diskuterats på ett teoretiskt plan i projektet och vidare utredningar krävs innan biosorbenten är tekniskt redo att implementeras i livsmedelsindustrin.
Inom projektet har det levererats interna rapporter: en experimentell rapport per livsmedelsprocessvatten som redogör för de experimentella resultaten, samt en teknisk slutrapport som redogör för projektets samlade resultat, inklusive möjliga implementeringsvägar och en potentialstudie för valorisering av de genom fettavskiljningen uppkomna restströmmarna.
Potentialstudien utredde såväl kommersiellt tillgängliga tekniker som tekniker med lägre mognadsgrad på TRL-skalan. Utifrån potentialstudien kan det konstateras att det finns många olika valoriseringsmöjligheter för det absorberade fettet, men mer begränsade valoriseringsmöjligheter för fettet tillsammans med biosorbeten för utvecklade tekniker.
Nästa steg
Då biosorbentens absorptionsförmåga bevisats även för fetthaltiga livsmedelsprocessvatten, finns det ett antal steg för att fortsätta utvecklingen mot en implementering i verklig miljö. Bland annat har litteraturstudien visat att det krävs experimentella försök som undersöker lämpligheten av biosorbenten tillsammans med det avskilda fettets som substrat till en, eller flera av valoriseringsvägarna. Detta för att kunna utreda hur högt det potentiella utbytet är, utreda påverkan på övriga processparametrar och för att till slut hitta den mest lämpade valoriserings- eller slutbehandlingsvägen. I dessa utredningar inkluderas även labbförsök för att utreda hur, och om, biosorbentens hydrofobiska egenskaper påverkar möjligheten till, eller effektiviteten av biologiska nedbrytningsprocesser så som anaerob nedbrytning eller acidogen fermentering.
Utöver valorisering av restströmmen (biosorbent och fett) som bildas krävs det även verifiering av de tekniska egenskaperna kring biosorbenten inför en implementering. Därför blir nästa steg alltså naturligt att utarbeta tekniska lösningar för och i nära samarbete med livsmedelsföretagen. Dessa lösningar kommer med all sannolikhet vara mycket individuella och behöva anpassas till varje nytt scenario. Det handlar bland annat om att identifiera var i reningsprocesserna som biosorbenten gör störst nytta samt vilket utförande den installerade applikationen ska ha.
För att kunna komma närmre en faktisk implementering behöver ett antal olika pilotförsök behöver utföras i olika implementeringsscenarion. Biosorbentens potential behöver utredas i miljöer som är mer lika processmiljön, exempelvis: implementering som ett filter, implementering som ett avslutande polishingsteg eller implementering liknande flockningsmedel i primärreningen av fett.
Även avvattningsmöjligheter och metodik för avvattning av biosorbenten efter fettet absorberats behöver utredas. Projektets experimentella fas indikerar att beroende på fettsammansättning och fetthalt, kan biorobenten absorbera vatten med hjälp av kapillärkrafter – något som skapar en större avfallsmängd än nödvändigt och önskat, om adekvat avvattning av massan inte är möjligt.
För att inte en för stor mängd avfall ska genereras, bör förutom avvattningsmöjligheter, även det optimala biosorbent:fett-förhållandet, med avseende på fetthalt och vattenflöde, utredas. Detta för att inte nyttja mer biosorbent än nödvändigt, men även för att minska kostnaderna kopplade till behandling av avfallet som genereras. I senare projekt- och produktutvecklingssteg är det fördelaktigt om det därför utreds om det är möjligt att återanvända biosorbenten ett flertal gånger efter att fettet avskilts från den, eller om det endast är möjligt att använda massan en gång.