Effektivare produktion av biobränslen efter datorsimulering

För miljöns skull är det viktigt att det blir lönsamt och effektivt att producera biobränslen. Doktoranden Karthik Rajendran vid Högskolan i Borås har skapat modeller för att mäta lönsamhet i etanol- och biogasproduktion, både när det gäller industrier i Sverige och för små, portabla biogasanläggningar i exempelvis Indien. Hans mål är att optimera produktionen i hela världen.

– Jag har en passion för biobränslen och vill bidra till att sprida användandet av dem, säger han.

Flera av hans metoder används redan nu. Avfallsanläggningen Sobacken i Borås tar hjälp av hans datorsimulering av processerna för att räkna ut hur produktionen kan bli mer lönsam. Vid Lantmännens etanolfabrik i Norrköping har nu en pilotreaktor byggts där en metod som använder en biprodukt för att tillverka mer etanol och dessutom svampar, som kan användas som djurfoder. Och hans metoder för att anpassa textila, flyttbara biogasanläggningar efter lokala förhållanden används redan i Brasilien, Indonesien och Indien.

– Jag vill vara en bro mellan de akademiska kunskaperna och industriprocesserna, säger han.

Karthik Rajendran kom till Sverige från Indien med målsättningen att lära så mycket som möjligt om biobränslen och deras produktion. Han hade undersökt noga vilka länder och högskolor i världen som låg långt framme inom området. Högskolan i Borås blev hans val, där han nu har avslutat sin doktorsavhandling.

Det är en stor fördel att kunna använda datorsimulering när en produktionsprocess ska anpassas, berättar han.

– Jag har utvecklat en modell som med 95 procents säkerhet kan förutse hur mycket biogas som kan produceras, när hänsyn tas till en rad olika faktorer som vilket råmaterialet är och hur mycket organiska delar som ingår i det. Det är spännande att Sobacken i Borås använder min modell för att räkna på lönsamheten nu när de bygger en ny reaktor.

Kompensera för lågt etanolpris

Priset på etanol varierar bland annat utifrån hur oljepriset ligger. När etanolpriset är lågt gäller det att hitta vägar att ändå få lönsamhet.

– Jag har sett att det går att använda biprodukter från den vanliga etanolframställningen till att producera ytterligare etanol och även svampar som används som djurfoder, för att kraftigt förbättra lönsamheten, säger han. En kollega till mig arbetar med metoderna, medan jag undersöker effekterna.

På etanolfabriken i Norrköping har nu en pilotreaktor byggts för att i större skala undersöka om effekterna blir som beräknat.

– Resultaten är mycket lovande, och tyder på att om de investerar ytterligare fem procent på anpassning av den reaktor de ska bygga kommer lönsamheten att kunna fördubblas.

Skapa effektivitet utifrån lokala förhållanden

Ett tredje projekt som Karthik Rajendran arbetar med är att minska kostnaderna för att driva små textila biogasanläggningar i tropiska länder. Tanken är att sådana anläggningar enkelt ska kunna sättas upp och omvandla avfall till biogas till exempel i små byar eller grupper av hushåll.

– En sådan anläggning har utvecklats i ett samarbetsprojekt mellan FOV Fabrics och Högskolan i Borås, och nu har jag gjort modeller för att göra lokala anpassningar av anläggningen. Lite förenklat kan man säga att i Indien har man stora behov av energi men egentligen inga problem med att hitta någonstans att göra av sitt avfall. I Brasilien är det tvärtom – där är redan energiförsörjningen ganska bra, men de behöver hitta vägar att bli av med avfallet.

Vill bygga automatisk avfallssortering

Karthik Rajendran reser inom kort tillbaka till Indien för att fortsätta forska där.

– Jag har flera idéer om forskningsprojekt, säger han. Min dröm är att utveckla en sopsorteringsanläggning som automatiskt sorterar avfallet i plast, metall och organiskt material. Det skulle vara fantastiskt bra och välbehövligt, eftersom det skulle ta lång tid att införa sopsortering i hemmen i Indien och många andra länder.

Fakta:
Avhandlingen: Industrial Bioprocess Developments for Biogas and Ethanol Production

Av: doktoranden Karthik Rajendran vid Högskolan i Borås

Handledare: Mohammad Taherzadeh, professor vid Högskolan i Borås

Disputation: 6 november 2015

Kontakt: karthik.rajendran@hb.se 0735-31 25 64

Text och foto: Lena M Fredriksson