Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

En biogasanläggning omvandlar organiskt avfall så som matrester och gödsel till metan (CH4) som används till energiproduktion och fordonsbränsle. Genom att ta vara på metan minskar utsläppen av klimatgaser. Dessutom bildas en näringsrik rötrest som kan användas som biogödsel på odlingsmark vilket minskar beroendet av konstgödsel och bidrar på så sätt till ett hållbart cirkulärt system samt att Sveriges självförsörjning stärks. Till en biogasanläggning kommer plast i form av förpackningar och avfallspåsar från hushåll och industrier. Trots förbehandling kan en mindre mängd plast följa med i rötresten. En ökad produktion och användning av bioplast kan vara en lösning på problemet, men mer forskning behövs för att avgöra vilka typer av plast som lämpar sig för anaerob nedbrytning. I masteruppsatsen har ett anaerobt försök utförts där tre bioplaster valts ut: PLA (Poly Lactic Acid) i form av vita granuler, PHBV (Poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) i form av en styv plastfilm och Mater-Bi i form av en avfallspåse, för att se om och hur plasten bryts ner. Bioplasterna inokulerades med rötrest från två biogasanläggningar i anaeroba flaskor för att efterlikna en biogaskammare. Resultaten visade att nedbrytning av plasten varierade beroende på plasttyp och temperatur, mesofil (37°C) eller termofil (52°C). Mikroorganismerna i rötresten påskyndade nedbrytningen av plasten men även kemisk påverkan observerades. PHBV bröts ned helt och snabbast i mesofil temperatur. Nedbrytning av PLA och Mater-Bi påverkades mest i termofil temperatur, dock hade PLA även börjat brytas ned kemiskt, dvs i de flaskor som inte innehöll mikroorganismer. Fler försök pågår för att följa upp och förstå nedbrytningsprocessen och också se vilka ämnen som frigörs. Optimalt bör rötrest vara plastfri men är nästintill oundvikligt i dagens samhälle där icke-nedbrytbar plast dominerar. Resultatet från denna studie kan bidra till att öka förståelsen för anaerob nedbrytning av bioplast vilket krävs för fortsatt utveckling av bioplast som bryts ner fullständigt och kan bidra med näring, vilket vore en ideal lösning för att hantera plastavfall i rötresten.

A biogasplant converts organic waste such as food scraps and manure into methane (CH4) which is used for energy production and vehicle fuel. By taking advantage of methane, emissions of climate gases are reduced. In addition, a nutrient-rich digestate is formed that can be used as biofertilizer on farmland, which reduces dependence on artificial fertilizers and thus contributes to a sustainable circular system and to strengthening Sweden´s selfsufficiency. Plastic comes to a biogas plant in the form of packaging and waste bags from housholds and industries. Despite pretrearment a small amount of plastic can be included in the rotting residue. An increased production and use of bioplastics may be a solution to the problem, but more research is needed to determine which types of plastics are suitable for anaerobic degradation. In the master´s thesis, an anaerobic experiment was carried out where three bioplastics were selected: PLA (Poly Lactic Acid) in the form of white granules, PHBV (Poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) in the form of a rigid plastic film and Mater-Bi in shape of a waste bag, to see if and how the plastic breaks down. The bioplastics were inoculated with digestate from two biogas plants in anaerobic flasks to simulate a biogas chamber. The results showed that degradation of the plastic varied depending on the plastic type and temperature, mesophilic (37°C) or thermophilic (52°C). The microorganisms in the rotting residue accelerated the degradation of the plastic, but a chemical effect was also observed. PHBV was completely and most rapidly degraded in mesophilic temperature. Degradation of PLA and Mater-Bi was most affected in thermophilic temperature, however, PLA had also started to break down chemically, i.e. in the bottles that did not contain microorganisms. More trials are underway to follow up and understand the degradation process and also see which substances are released. Ideally, compost should be plastic-free, but is almost inevitable in today's society where non-degradable plastics dominate. The results from this study can contribute to increasing the understanding of anaerobic degradation of bioplastics, which is required for the continued development of bioplastics that break down completely and can contribute with nutrition, which would be an ideal solution for managing plastic waste in the rotting residue.