Produktion

Allmänt

Bioraffinaderi

Processer

Processer

Svagsyra- Starksyra- och Enzymprocessen
I svagsyraprocessen sönderdelas cellulosa till jäsbara sockerarter i två steg med hjälp olika syror som svavelsyra eller svaveldioxid, med flera. Råvaran utgörs av cellulosafiber exempelvis sågspån eller skogsflis, men det går även bra att använda returfiber som inte innehåller plaster.
Veden består av tre huvudbeståndsdelar, cellulosa, hemicellulosa och lignin. I det första reaktorsteget sönderdelas huvudsakligen hemicellulosa och i det andra steget cellulosa. Temperaturen i det första steget är ca 190 °C och i det andra steget ca 225 °C. Syran är mycket utspädd därför erfordras hög temperatur för att starta nedbrytningen.
Sönderdelningen sker snabbare vid högre temperaturer men risken finns att sockret fortsätter att brytas ner så att det inte går att jäsa.
I starksyraprocessen använder man koncentrerad syra och låg temperatur vilket ger mindre biprodukter och högt utbyte. Problemet är att separera socker och syra samt att återvinna syran så att miljön påverkas så lite som möjligt.
Sönderdelningen i enzymprocessen sker med enzymer vid något förhöjd rumstemperatur. Enzymerna behöver lång tid för att sönderdela cellulosan varför det sker i stora tankar under tider upp till dygn.

Koldioxid och etanol
Efter varje reaktor tvättas sockerlösningen ut från den fasta återstoden och pumpas till jäseriet. Där tillsätts vanlig bagerijäst som efterhand anpassar sig till den mat den får och den miljö den lever i. Vid jäsningen bildas lika mycket koldioxid som etanol. Koldioxiden samlas upp och renas för användning i läskedrycker, brandsläckare m.m.
Efter jäsning destilleras (kokas) etanolen från resterna av sockerlösningen. Den renade etanolen håller ca 95 %. Resterna av sockerlösningen renas med hjälp av andra bakterier, som bryter ner allt som är utlöst ur veden till metangas som också kallad biogas. Resterna kan också avvattnas genom indunstning och brännas i kraftvärmeverkets pannor.

Högt energiinnehåll
Den fasta återstoden efter reaktor 2 består till största delen av lignin, den tredje huvudbeståndsdelen i ved. Efter tvätten pelleteras och torkas ligninet. Man får då ett lätthanterbart bränsle med ett energiinnehåll som är ca 30 % högre än biopellets. Ett alternativ är att använda ligninet direkt i fuktigt tillstånd i kraftvärmeverkets pannor Av 100 kg torr ved erhålls ca 20-25 kg etanol, 20 kg koldioxid och 45 kg ligninpellets. Resten ca 10-15 kg omvandlas till biogas eller bränns i en panna så att man får värme till destillation m.m.

Fördelar med enzymer
Svagsyraprocessen är mycket lik den enzymatiska processen där sönderdelningen av cellulosa sker med enzymer efter ett eller två steg med svagsyra. Andra stegets svagsyrareaktor kan därför lätt kompletteras med en enzymatisk reaktor när den tekniken är färdigutvecklad. Utbytet i enzymprocessen är högre i laboratorieförsöken, då den inte bryter ner sockret, varför den bör ha fördelar gentemot syrahydrolysen.

Pilot i Domsjö
Processtekniken är inte färdigutvecklad och testad varför en forsknings och pilotanläggning byggts i Sekabs lokaler inom Domsjö Fabriker i Örnsköldsvik. Forskningsanläggningen är en komplett fabrik men kommer inte att producera etanol för försäljning. Den kommer endast att kunna tillverka ca 200 m³ etanol/ år. Den är knuten till Mitthögskolan i Örnsköldsvik och kommer att utgöra ett centrum för forskning och utveckling av processtekniken med samarbete och stöd från andra forskare vid Lunds Universitet, Chalmers med flera.

Produktionsanläggning
Investeringens storlek för en produktionsanläggning för ca 75.000 m³ etanol baserad på cellulosaråvara är ca 1 miljard kronor. Fabriken kommer att sysselsätta cirka 45-60 personer och för transporter och råvaruanskaffning behövs cirka 40-80 personer, beroende på vilken råvara som nyttjas och hur bioenergikombinatet är uppbyggt.
Förstudier har gjorts för produktionsanläggningar i olika bioenergikombinat på ett flertal ställen i landet.

Bioetanol som drivmedel

Cellulosaetanol

Genom att integrera produktionen av cellulosaetanol med till exempel kraftvärmeproduktion eller någon form av bioraffinaderi når man ett effektivt utnyttjande av råvaran. På detta sätt kan minst 80 procent av råvarans energi förädlas till värdefulla produkter.

(Klicka för större bild)

Teknikutvecklingen för cellulosaetanol, även kallat andra generationens eller avancerade biodrivmedel, fortsätter bland annat i den världsunika Etanolpiloten i Örnsköldsvik. Ett av BAFFs medlemsföretag, SEKAB, ansvarar för utvecklingsarbetet i Etanolpiloten, som formellt ägs av holdingbolagen vid universiteten i Umeå och Luleå samt Mittuniversitetet

Allt växtmaterial innehåller cellulosa i olika grad. Cellulosa finns exempelvis i skogsbiprodukter, energiskog och gräs. Genom att även nyttja cellulosan i sockerrör, så kallad bagass, och jordbruksrester kan man öka volymen av den etanol som produceras per hektar utan att konkurrera med matproduktion.

(Klicka för större bild)