Projecte H2020 URBIOFIN: Demostració d'una biorefineria innovadora integrada per a la transformació de Residus Sòlids Municipals (RSU) en nous productes BioBased (URBIOFIN)
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2017 -2022
- Pressupost assignat 10.946.366,03 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte URBIOFIN
WP1 Accions preliminars per al disseny de la biorefineria urbana
En aquest paquet de treball, es van establir les especificacions de la primera matèria per a les tecnologies centrals del projecte. Les accions preliminars també van incloure una caracterització i selecció de la millor OFMSW per a la biorefineria URBIOFIN, un disseny general del procés i una avaluació preliminar de l'ACV. Un estudi en profunditat va permetre establir els requisits que els bioproductes que s'obtindran de la biorefineria URBIOFIN han de complir, així com els supòsits per al model preliminar.
WP2 Conversió d'OFMSW a bioetanol com a bloc de construcció per a la producció de bioetilè
En aquest WP, la producció de bioetanol 2G a partir de l'OFMSW s'ha millorat i els costos operatius d'aquest procés s'han reduït un 20%. La planta de demostració es va adaptar per reduir els costos denergia i es va desenvolupar un còctel enzimàtic a mesura que va augmentar el rendiment del bioetanol, optimitzant les condicions del procés. Alhora, es va demostrar la viabilitat per a la conversió contínua de l'alcohol produït en bioetilè mitjançant un procés catalític a escala semiindustrial.
WP3 Conversió d'OFMSW a VFA per a la producció de PHA
Un sistema de digestió anaeròbia de 2 fases a escala de demostració alimentat amb OFMSW (i líquid de vinaça) s'ha operat de manera semicontínua, aconseguint una concentració de VFA sobre 20 g/L a la primera etapa (acidogènica) i una destrucció del 80% dels VS alimentats a la segona fase (met. Els processos de producció es van desenvolupar per a mcl-PHA i elongació de FA basats en OFMSW com a matèria primera suplementada amb nutrients i etanol o VFA com a co-alimentació. El procés per obtenir scl-PHA s'ha escalat amb èxit obtenint 59% de PHA a la biomassa amb un rendiment d'extracció de 92.78% i una puresa del 90%.
WP4 Bioconversió de biogàs a biometà i productes de valor afegit
En aquest WP, s‟ha dut a terme l‟optimització d‟un sistema a escala pilot per a la valorització de biogàs. Aquest sistema inclou: i) una unitat de millorament fotosintètic de biogàs, acoblada a una etapa biològica per a l'eliminació de siloxans, i ii) una unitat de dues etapes per a la dessulfuració anòxica del biogàs, seguida de la bioconversió de CH₄ a PHA. El biometà final obtingut va complir amb la legislació europea vigent (CH₄: ~95 %, CO₂: 2-3 %, N₂: 2-3 % i H₂S: 0 %). A més, la productivitat de biomassa de microalgues va assolir una producció mitjana de 19 g m₂ d₁, cosa que representa 5,2 kg de microalgues al dia. Es va eliminar fins al 97% de metà, obtenint una concentració màxima de PHA de 131,6 mg L₁.
WP5 Aplicacions finals i validació industrial dels productes de base biològica desenvolupats
Es van dur a terme les activitats experimentals relacionades amb la producció i la validació dels productes d'origen biològic. Després d'assolir les condicions d'estat estacionari a les plantes pilot d'URBIOFIN, es van produir barreges i formulacions optimitzades amb materials intermedis procedents de la biorefineria d'URBIOFIN. Com a resultat, es van obtenir els diferents productes d'origen biològic i els assaigs de validació van determinar el potencial dels productes finals per a les finalitats diferents de l'usuari final.
WP6 Integració de la biorefineria urbana. Avaluacions econòmiques, ambientals i regulatòries
El model de biorefineria es va actualitzar i desenvolupar encara més incorporant nous avenços de procés i resultats d'activitats a escala de laboratori i demostració realitzades pels socis durant l'execució del projecte. Es van completar l'ACV, el CCV i el s-ACV de la biorefineria d'URBIOFIN. Pel que fa als requisits legislatius i reguladors, es va dur a terme una revisió i actualització completes.
WP7 Activitats de comunicació, difusió i explotació
WP7 va aconseguir una comunicació, difusió i explotació efectives dels resultats del projecte. Tots els KPI es van complir plenament i la majoria van superar àmpliament els seus valors objectiu. Tots els lliurables, tant els relacionats amb la comunicació i la difusió com els relacionats amb els drets de propietat intel·lectual i l'explotació comercial, es van lliurar degudament. Finalment, es van complir totes les fites.
WP8 Gestió del projecte
L'objectiu principal d'aquest WP va ser coordinar i assegurar la òptima implementació del projecte URBIOFIN. Això va implicar la supervisió de tots els paquets de treball i el flux de treball correcte al llarg del projecte. Els processos i els WP involucrats en el desenvolupament del projecte estan interconnectats i la seva coordinació va ser crucial per a la seva correcta implementació. Els WP involucrats en el desenvolupament del projecte estan interconnectats i la seva coordinació va ser crucial per a la seva correcta implementació.
A causa del ràpid creixement de la població, els residus sòlids urbans (RSU) han contribuït significativament a la quantitat total de residus generats per la nostra societat. Avui dia, a Europa, cada habitant genera, de mitjana, 0,5 tones de RSU a l'any, amb un augment del 10% anual. Al voltant del 40-50% correspon a residus orgànics. Aquesta fracció orgànica conté principalment carbohidrats, proteïnes i lípids, que són matèria primera útil que es pot convertir en productes valuosos.
La seva valoració ajudarà a resoldre la contaminació ambiental, a més de contribuir a la transició d'una economia lineal a una economia circular renovable. La digestió i el compostatge han contribuït a la reducció de la fracció biodegradable de RSU enviada a abocadors. El baix valor econòmic del compost i el biogàs està limitant la implementació sostenible de sistemes de proveïment separats, ja que cal augmentar els impostos ambientals (sobre residus) per abordar els importants costos logístics.
Els nous productes de base biològica poden ajudar a millorar la sostenibilitat ambiental i socioeconòmica del tractament de residus. L'objectiu d'URBIOFIN va ser demostrar la viabilitat tecnicoeconòmica i ambiental de la conversió a escala semiindustrial (10 T/d) de la fracció orgànica dels RSU (OFMSW) en: components químics (bioetanol, àcids grassos volàtils, biogàs), biopolímers (polihidroxiscana i (hidrolitzat de microalgues per a biofertilitzants).
Mitjançant el concepte de biorefineria aplicada als RSU (biorefineria urbana), URBIOFIN va aprofitar els OFMSW com a matèria primera per produir diversos productes comercialitzables amb valor per a l'agricultura i la cosmètica. URBIOFIN ofereix una alternativa viable i més sostenible al tractament actual dels OFMSW.
A causa del ràpid creixement de la població, els residus sòlids urbans (RSU) han contribuït significativament a la quantitat total de residus generats per la nostra societat. Avui dia, a Europa, cada habitant genera, de mitjana, 0,5 tones de RSU a l'any i augmenta a una taxa anual del 10%. Al voltant del 40-50% correspon a residus orgànics. Aquesta fracció orgànica conté principalment carbohidrats, proteïnes i lípids, que són matèries primeres útils que es poden convertir en productes valuosos.
La seva valoració ajudarà a resoldre la contaminació ambiental, però també contribueix a la transició d'una economia lineal a una circular renovable. La digestió i el compostatge han contribuït a la reducció de la fracció biodegradable de RSU enviada a abocadors. El baix valor econòmic del compost i el biogàs limita la implementació sostenible de sistemes de proveïment separats, ja que l'augment dels impostos ambientals (residus) ciutadans és necessari per abordar importants costos logístics.
Els nous productes de base biològica poden ajudar a millorar la sostenibilitat ambiental i socioeconòmica del tractament de residus. L'objectiu del projecte URBIOFIN és demostrar la viabilitat tecnicoeconòmica i ambiental de la conversió a escala semiindustrial (10 T/d) de la fracció orgànica dels RSU (FORSU) en: components químics (bioetanol, àcids grassos volàtils, biogàs), biopolímers (polihidroalsalis) biofertilitzants).
Mitjançant el concepte de biorefineria aplicada als RSU (biorefineria urbana), URBIOFIN explotarà la FORSU com a matèria primera per produir diversos productes comercialitzables per a diversos mercats: agricultura, cosmètica. URBIOFIN oferirà una alternativa viable i més sostenible al tractament actual de la FORSU.
La demostració d'URBIOFIN va mostrar el progrés més enllà de l'estat de l'art als camps següents:
- Producció de bioetanol a partir de l'OFMSW i el seu ús com a bloc de construcció químic, on el bioetanol produït a partir de l'OFMSW es va emprar com a matèria primera per a la producció de bioetilè de “segona generació” per a l'aplicació de maduració de gas.
- Producció de VFA a partir de la digestió anaeròbica d'OFMSW i la seva elongació a MCFA per produir biopolímers de PHA de cadena curta i cadena mitjana. Els biopolímers de PHA representen un producte de més valor a partir de la digestió anaeròbica de dos passos d'OFMSW, en lloc de la producció tradicional de biogàs per a la generació de bioenergia.
- Millorament de biogàs per fotobioreactor de microalgues per a la producció de biometà pur, amb la construcció i operació d'un reactor d'estany d'algues d'alta velocitat. El biometà millorat es va tractar addicionalment en una unitat de poliment biològic amb l'objectiu d'eliminar els metilsiloxans volàtils.
- Producció de biofertilitzants a partir de microalgues i OFMSW. Les microalgues cultivades en digestat de FRS van demostrar el potencial d'aquesta biomassa per produir un producte intermedi ric en aminoàcids. El desenvolupament de fertilitzants de base biològica, tant líquids com sòlids, contribuirà a substituir parcialment els fertilitzants minerals dús comú.
- PERSEO BIOTECHNOLOGY S.L.
Projectes relacionats
