Proxecto H2020 URBIOFIN: Demostración dunha biorrefinería integrada innovadora para a transformación de residuos sólidos municipais (RSU) en novos produtos de base biolóxica (URBIOFIN)
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2017 -2022
- Orzamento asignado 10.946.366,03 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto URBIOFIN
WP1 Accións preliminares para o deseño da biorrefinería urbana
Neste paquete de traballo, establecéronse as especificacións das materias primas para as tecnoloxías principais do proxecto. As accións preliminares tamén incluíron unha caracterización e selección dos mellores residuos orgánicos de refugallo para a biorrefinería URBIOFIN, un deseño xeral do proceso e unha avaliación preliminar do ACV. Un estudo exhaustivo estableceu os requisitos que deben cumprir os bioprodutos obtidos da biorrefinería URBIOFIN, así como as hipóteses para o modelo preliminar.
WP2 Conversión de residuos orgánicos de refugallo (ORSU) a bioetanol como elemento básico para a produción de bioetileno
Neste proxecto de traballo, mellorouse a produción de bioetanol de segunda xeración a partir de residuos orgánicos de refugallo (FORM) e reducíronse os custos operativos deste proceso nun 20 %. A planta de demostración adaptouse para reducir os custos enerxéticos e desenvolveuse un cóctel de enzimas a medida que aumentaba o rendemento de bioetanol ao optimizar as condicións do proceso. Ao mesmo tempo, demostrouse a viabilidade de converter continuamente o alcohol producido en bioetileno mediante un proceso catalítico a escala semiindustrial.
WP3 Conversión de FORM a VFA para a produción de PHA
Un sistema de dixestión anaeróbica de dúas fases a escala de demostración alimentado con FORM (e líquido de vinaza) funcionou de forma semicontinua, conseguindo unha concentración de ácidos graxos volátiles (AGV) superior a 20 g/L na primeira etapa (acidoxénica) e unha destrución do 80 % dos ácidos volátiles (SV) alimentados na segunda etapa (metanóxénica). Desenvolvéronse procesos de produción para o alongamento de mcl-PHA e FA baseándose en FORSW como materia prima suplementada con nutrientes e etanol ou AGV como coalimentación. O proceso para obter scl-PHA foi ampliado con éxito, obtendo un 59 % de PHA na biomasa cun rendemento de extracción do 92,78 % e unha pureza do 90 %.
WP4 Bioconversión de biogás a biometano e produtos de valor engadido
Neste proxecto de traballo, levouse a cabo a optimización dun sistema a escala piloto para a recuperación de biogás. Este sistema inclúe: i) unha unidade de mellora fotosintética do biogás, acoplada a unha etapa biolóxica para a eliminación de siloxano, e ii) unha unidade de dúas etapas para a desulfuración anóxica do biogás, seguida da bioconversión de CH₄ en PHA. O biometano final obtido cumpría coa lexislación europea vixente (CH₄: ~95 %, CO₂: 2-3 %, N₂: 2-3 % e H₂S: 0 %). Ademais, a produtividade da biomasa de microalgas alcanzou unha produción media de 19 g m₂ d₁, o que representa 5,2 kg de microalgas por día. Eliminouse ata o 97 % do metano, obténdose unha concentración máxima de PHA de 131,6 mg L₁.
WP5 Aplicacións finais e validación industrial dos produtos biolóxicos desenvolvidos
Realizáronse actividades experimentais relacionadas coa produción e validación de produtos biolóxicos. Despois de alcanzar condicións de estado estacionario nas plantas piloto de URBIOFIN, producíronse mesturas e formulacións optimizadas con materiais intermedios da biorrefinería de URBIOFIN. Como resultado, obtivéronse diferentes produtos de orixe biolóxica e as probas de validación determinaron o potencial dos produtos finais para diferentes fins do usuario final.
WP6 Integración da biorrefinería urbana. Avaliacións económicas, ambientais e regulamentarias
O modelo de biorrefinería actualizouse e desenvolveuse aínda máis, incorporando novos avances nos procesos e resultados de actividades de demostración e a escala de laboratorio realizadas polos socios durante a implementación do proxecto. Completáronse o LCA, o LCC e o s-LCA da biorrefinería URBIOFIN. En canto aos requisitos lexislativos e regulamentarios, realizouse unha revisión e actualización completas.
WP7 Actividades de comunicación, difusión e explotación
O WP7 conseguiu unha comunicación, difusión e explotación eficaces dos resultados do proxecto. Todos os indicadores clave de rendemento (KPI) cumpríronse plenamente e a maioría deles superaron significativamente os seus valores obxectivo. Todos os entregables, tanto os relacionados coa comunicación e difusión como os relacionados cos dereitos de propiedade intelectual e a explotación comercial, foron debidamente presentados. Finalmente, cumpríronse todos os fitos.
Xestión de proxectos WP8
O obxectivo principal deste traballo foi coordinar e garantir a implementación óptima do proxecto URBIOFIN. Isto implicou supervisar todos os paquetes de traballo e garantir un fluxo de traballo axeitado ao longo do proxecto. Os procesos e os traballos de campo implicados no desenvolvemento do proxecto están interconectados e a súa coordinación foi crucial para a súa correcta implementación.
Debido ao rápido crecemento da poboación, os residuos sólidos urbanos (RSU) contribuíron significativamente á cantidade total de residuos xerados pola nosa sociedade. Hoxe, en Europa, cada habitante xera, de media, 0,5 toneladas de RSU ao ano, cun aumento anual do 10 %. Arredor do 40-50% corresponde a residuos orgánicos. Esta fracción orgánica contén principalmente carbohidratos, proteínas e lípidos, que son materias primas útiles que se poden converter en produtos valiosos.
A súa valorización axudará a abordar a contaminación ambiental e contribuirá á transición dunha economía lineal a unha economía circular e renovable. A dixestión e a compostaxe contribuíron á redución da fracción biodegradable dos residuos sólidos urbanos que se envían aos vertedoiros. O baixo valor económico do compost e do biogás está a limitar a implementación sostible de sistemas de subministración separados, xa que son necesarios un aumento dos impostos ambientais (sobre os residuos) para facer fronte aos importantes custos loxísticos.
Os novos produtos de base biolóxica poden axudar a mellorar a sustentabilidade ambiental e socioeconómica do tratamento de residuos. O obxectivo de URBIOFIN foi demostrar a viabilidade técnico-económica e ambiental da conversión a escala semiindustrial (10 T/d) da fracción orgánica de RSU (FORM) en: compoñentes químicos (bioetanol, ácidos graxos volátiles, biogás), biopolímeros (polihidroxialcanoatos [PHA] e biocompostos) e aditivos (hidrolizado de microalgas para biofertilizantes).
Usando o concepto de biorrefinería urbana (Urban Biorefinery), URBIOFIN aproveitou a FORM como materia prima para producir diversos produtos comercializables con valor para a agricultura e os cosméticos. URBIOFIN ofrece unha alternativa viable e máis sostible ao tratamento actual da FORM.
Debido ao rápido crecemento da poboación, os residuos sólidos urbanos (RSU) contribuíron significativamente á cantidade total de residuos xerados pola nosa sociedade. Hoxe, en Europa, cada habitante xera, de media, 0,5 toneladas de residuos sólidos urbanos ao ano, aumentando a unha taxa anual do 10 %. Arredor do 40-50% corresponde a residuos orgánicos. Esta fracción orgánica contén principalmente carbohidratos, proteínas e lípidos, que son materias primas útiles que se poden converter en produtos valiosos.
A súa valorización axudará a resolver a contaminación ambiental, pero tamén contribúe á transición dunha economía lineal a unha circular renovable. A dixestión e a compostaxe contribuíron á redución da fracción biodegradable dos residuos sólidos urbanos que se envían aos vertedoiros. O baixo valor económico do compost e do biogás está a limitar a implementación sostible de sistemas de subministración separados, xa que é necesario aumentar os impostos ambientais (sobre os residuos) aos cidadáns para facer fronte aos importantes custos loxísticos.
Os novos produtos de base biolóxica poden axudar a mellorar a sustentabilidade ambiental e socioeconómica do tratamento de residuos. O obxectivo do proxecto URBIOFIN é demostrar a viabilidade técnico-económica e ambiental de converter a fracción orgánica de residuos sólidos urbanos (FORSU) a escala semiindustrial (10 T/d) en: compoñentes químicos (bioetanol, ácidos graxos volátiles, biogás), biopolímeros (polihidroalcanoatos e biocompostos) ou aditivos (microalgas hidrolizadas para biofertilizantes).
Usando o concepto de biorrefinería aplicado aos residuos sólidos urbanos (RSU), URBIOFIN explotará os RSU como materia prima para producir diversos produtos comercializables para varios mercados: agricultura e cosméticos. URBIOFIN ofrecerá unha alternativa viable e máis sostible ao tratamento FORSU actual.
A demostración de URBIOFIN mostrou progresos que superan o estado da arte nas seguintes áreas:
- Produción de bioetanol a partir de FORM e o seu uso como compoñente químico básico, onde o bioetanol producido a partir de FORM se empregou como materia prima para a produción de bioetileno de "segunda xeración" para aplicacións de maduración de gas.
- Produción de AGV a partir da dixestión anaeróbica de residuos orgánicos de folla de casca e a súa elongación a AGVC para producir biopolímeros de PHA de cadea curta e media. Os biopolímeros de PHA representan un produto de maior valor procedente da dixestión anaeróbica en dous pasos da FORM, en lugar da produción tradicional de biogás para a xeración de bioenerxía.
- Mellora do biogás mediante un fotobiorreactor de microalgas para a produción de biometano puro, coa construción e operación dun reactor de estanque de algas de alta velocidade. O biometano mellorado foi tratado adicionalmente nunha unidade de pulido biolóxico para eliminar os metilsiloxanos volátiles.
- Produción de biofertilizantes a partir de microalgas e FORM. As microalgas cultivadas en dixestato FRS demostraron o potencial desta biomasa para a produción dun produto intermedio rico en aminoácidos. O desenvolvemento de fertilizantes de base biolóxica, tanto líquidos como sólidos, axudará a substituír parcialmente os fertilizantes minerais de uso común.
- PERSEO BIOTECHNOLOGY S.L.
Proxectos relacionados
