Gasteknik nr. 2, april 2003 [PDF] - Dansk Gas Forening

More documents

Recommendations

Info

Naturgas er en dansk råstofkilde. Den bruges til opvarmning, men er der ikke andre og måske bedre anvendelser af et værdifuldt råstof?J o, det er der. Naturgas kunne være råstof for en dansk kemisk industri, men det har der ikke været politisk opbakning til. Det er måske meget godt, for alt for mange steder i verden laves der mellemprodukter i den kemiske industri, og et stort nok marked kunne næppe skabes i Danmark. Men nu kommer der nye anvendelser frem, hvor Dansk forskning skaber forudsætning for, at vi kan bruge naturgas langt mere samfundsøkonomisk korrekt end ved at brænde gassen. Det drejer sig om Bio-protein, et typisk dansk produkt, hvor vor store erfaring i bio-tek industrien giver os et fortrin, hvor produktet kan bruges i dansk landbrug, og hvor det teknologiske know-how kan eksporteres. Naturgas til mad? Kan man virkelig lave naturgas om til ”mad” ? Enhver forbruger vil vide, at naturgas er et fremragende hjælpestof ved tilberedning af middagen. Bøfferne steges i smørret på panden, og når vi er færdige slukker vi blot for varmekilden. Men at lave bøfferne udfra naturgassen ? Umiddelbart tror man ikke det kan lade sig gøre, og det kan det i og for sig heller ikke, hvis man fastholder billedet af bøffen, skåret ud af okse-inderlår. Derimod kan det sagtens lade sig gøre, at lave proteinrigt fodertilskud til kalve ud fra GASANVENDELSE Dansk fabrik vil lave protein fremstillet udfra naturgas naturgas. Og på samme måde kan man fremstille fortræffeligt fiskefoder, eller fodertilskud til smågrise og kyllinger. Både i Danmark og andre steder i verden arbejder man på at tillempe det fra naturgas fremstillede protein til brug som smagsforstærker i supper eller til kødretter, og på lidt længere sigt håber man, at proteinet kan bruges som kosttilskud for de mange millioner børn, der vokser op med en daglig diæt, der mest består af majsgrød eller en anden proteinfattig kulhydratkilde. Man ved, at det fører til ernæringsbestemte sygdomme, men proteinholdig animalsk føde kommer ikke på tale for de fattige befolkningsgrupper i udviklingslandene. Industrielt fremstillet protein tilsat den daglige portion majsgrød kan være løsningen. Hjælp fra bakterier Det er en familie af bakterier, de såkaldte methano-(eller methylo-) tropher, der er i stand til at leve på C1-substrater som kulstofkilde, altså på organiske forbindelser som methan eller methanol, der kun har ét kulstofatom. Langt flertallet af mikroorganismer kræver sukker som kulstofkilde, og mennesker kan som bekendt slet ikke tåle selv små mængder methanol. I enhver lille sø er der et bundlag af rådnende organisk materiale. Methan stiger op DTU-forskning baner vejen for ny og billigere produktionsmetode, basret på anvendelse af methanol og naturlige mikroorganismer AF JOHN VILLADSEN, PROFESSOR, DR. TECHN., TEKN DR. H.C. MULT, BIOCENTRUM-DTU (”sumpgas”) og møder tæt ved overfladen iltholdigt vand. Her lever de organismer, der kan optage methan og kvælstof (fra ammoniak) fra vandet og bruge den opløste ilt til at skaffe sig energi ved en stille forbrænding af noget af methanet. Mikroorganismerne ædes af lidt større skabninger, og disse ædes af endnu større smådyr. Til slut tjener de som føde for fisk. Aflejringer herfra er, hvad der ender som sekundært organisk materiale og efterhånden fylder søen op. Uden methanotropherne ville den i første omgang frigjorte methan ende i atmosfæren og vor Jord ville for længst have været blevet et drivhushelvede. Faktisk recirkuleres 98 % af alt organisk materiale ved hjælp af disse små organismer, og man kan vel sige, at vi skylder dem vor tilværelse. Stor efterspørgsel Her har man altså den naturvidenskablige baggrund for fremstilling af protein udfra naturgas. Bakterierne har en aminosyreprofil i deres proteiner, der ikke er til at adskille fra den man finder hos mennesker og hos vore husdyr. Fodrer man en ko udelukkende med protein fra planter (for eksempel sojaprotein) bliver den syg. Den skal også have animalsk protein i føden. Det er derfor at protein fra fiskemel er blevet så efterspurgt som dyrefoder (benmel fra køer og får er af gode grunde udelukket efter kogalskaben) for kyllinger, grise, køer og specielt for fisk, der ikke kan fordøje anden protein. Desværre er havene ved at blive fisket tomme for fisk, og det er økologisk set katastrofalt at fodre fisk i fiskefarme med frisk fanget fisk: Der skal bruges 5 kg fisk for at opdrætte 1 kg fisk i en fiskefarm. Og forureningen, især af fosfor er et stort problem. Mindsket forurening Her kommer bio-protein ind. Udfra en næsten uudtømmelig kulstofkilde kan man fremstille et industrielt protein, der næsten fuldstændigt optages af fiskene, uden fosforforurening og uden de sygdomme, der plager fiskefarme, fordi foderet, især fra lidt billigere fiskemel kan indeholde toksiner. Den store industri i Mexico, der fremstiller tropiske rejer til det amerikanske marked er således i store vanskeligheder, fordi den billige fiskemel fra Peru ikke altid er ”sund” for dyrene - og det medfører importforbud i aftagerlandet. Det var så det primære marked for bio-protein lige nu. Og det er et enormt marked. Alene i Europa kan man til foderformål aftage op mod en million tons per år, hvis det bare kan laves! De langsigtede mål, nemlig at inkludere bioprotein i nødhjælps pakker til katastroferamte områder eller som permanent tilskud til den daglige kost i fattige lande er, hvad alle der arbejder med dette område drømmer om. Naturlig proces Som fortalt ovenfor sker fremstilling af proteinet ved 14 Gasteknik 2/2003
en helt naturlig proces. Ingen génsplejsning kommer her på tale. Man tager fra naturen en stamme af methanotrophe bakterier og dyrker dem i en bioreaktor (en ”fermentor”). I reaktoren er der vand med lidt mineraler og ammoniak, og methan + ilt tilføres gennem dyser. Methanet kan komme fra naturgas og ilten fra luft. Reaktoren drives kontinuert, og ”høsten” af mikroorganismer fjernes kontinuert, vandet centrifugeres fra, den fremkomne ca 8% biomasseopslemning ultrafilteres til 21% tørstofindhold, og det resterende vand fjernes i et forstøvningstørringsanlæg. Produktet, et hvidligt pulver, sælges i sække på måske 450 kg til direkte anvendelse. Lagringstiden af det tørre pulver kan være flere år uden at produktkvaliteten forringes. I den nuværende proces kan man arbejde med 2% biomasse i bioreaktoren, og med en opholdstid på 5 timer kan man i hver m 3 reaktor producere 4 kg biomasse (med 70% protein) pr. time. Godt alternativ til afbrænding Ofte kan man lægge bio-proteinfabrikken klods op ad en stor methanolfabrik, der tjener som ”aftager” af størstedelen af den naturgas, som produceres på feltet og ikke kan afsætte som brændsel. Denne overskudsproduktion af naturgas ønsker man på grund af afgifterne i hvert fald ikke at afbrænde på feltet. I stedet for omdannes den til methanol, der naturligvis har et stort marked, men hvor især anvendelsen (i form af MBTE) som erstatning for bly i ben- Gasteknik 2/2003 zin er under hastig nedtrapning. En lille del af methanolet kan føres til bio-proteinfabrikken og benyttes i stedet for methan. Herved bliver processen lettere at gennemføre, fordi kun én gas, nemlig ilt fra luft skal overføres til væskefasen i reaktoren. Hverken methanol eller naturgas har en høj pris (her tænkes ikke på hvad kunderne hos Naturgas Danmark betaler!) og produktionsprisen svarer derfor for en stor del til kapitalomkostningerne for procesudstyret. Dette består af stålbeholdere, pumper, varmeveksler og andet standardudstyr ved siden af forstøvningstørringsanlægget, centrifugerne og ultrafiltreringsenheden. Dansk forskning og produktion I det store danske bio-tek forskningsprogram der løb fra 1988 til 1996 tog man på DTU i Center for Bioteknologisk Procesforskning den opgave op, at hjælpe et dansk firma, Dansk Bio-Protein A/S i Odense med at bringe processen fra laboratorieskala op til industriel skala. I løbet af 1990ʼerne gled projektet efterhånden de danske investorer af hænde, i høj grad fordi man ikke fra privat side kunne finansiere de efterhånden meget store udviklingsomkostninger. Nu har det norske firma Norferm løftet opgaven og fremstiller i dag bio-protein (9000 t per år) i et anlæg (figur 1) ved Trondheim. Men udviklingsarbejdet er langt fra ført til ende, og med økonomisk støtte fra Energi- GASANVENDELSE styrelsen er der de seneste år på DTU udviklet en ny generation af bioreaktorer, hvormed man mener, at bio-protein kan fremstilles med methanol som kulstofkilde og med luft som iltkilde (hvor man i Norge bruger methan og ren ilt). Herved skulle produktionsomkostningerne kunne nedsættes væsentligt, og der er da også, som for eksempel vist i Jyllands-Posten 18. februar, skabt forventninger til at en produktion også kan ske i Danmark. Figur 2. Demonstrationsanlæg for loop-fermentering opført på DTU i Lyngby. Der er to slanke (0,17 m diameter) rør, med en højde på 6,4 m. Væsken (4-500 liter) pumpes rundt mod uret af pumpen 8-9. Gasinjektion sker ved 4 ved hjælp af fermenteringsmedie i en to-stofs dyse der tryksætter mediet ved 5. Gas + væske drives nedad gennem de statiske blandeelementer 10 (fra fa.Sultzer). På vejen opad fjernes reaktionsvarme i kappevarmeveksleren 7. Væsken afgasses i den store beholder 1, hvorfra også både væske og gas afledes. 6 og 11 er måleinstrumenter (tryk-iltspænding-temperatur etc.) Anlæggets anvendelse beskrives af Tim Hobley i Dansk Kemi (3), marts 2003. Figur 1. Proteinanlæg med kapacitet 9000 t/år, opført hvor gasledningen fra Nordatlanten føres ind ved udmundingen af Trondheimfjorden. Det 100 m lange, vandret liggende fermentorloop ses i forgrunden. Gasinjektion og afgasning af væsken sker i tårnet midt for. I baggrunden et forstøvningstørringsanlæg fra APV (Århus), der har bygget anlægget for Norferm A/S i Norge. Med udgangspunkt i en industriel produktion i Danmark (5000 t per år) skal teknologien føres ud i verden i form af licensaftaler med lande, hvor naturgas stort set er gratis. Og det er jo her, at det store marked for aftag af produktet ligger : I Sydøstasien, i Afrika og i Latinamerika. Man er i øjeblikket ved af afslutte indkøringen af den nye, energibesparende bioreaktor på DTU (figur 2) og dens konstruktion og virkemåde vil dokumenteres i en rapport til Energistyrelsen i dette forår. Herefter kan den benyttes til bio-protein fremstilling, til forgæring af 15
Page 1 and 2: Temamøde om energimarkedet Dansk G
Page 3 and 4: Synspunkt: El- og VVS-installatøre
Page 5 and 6: i forbindelse med Vand- og afløbsl
Page 7 and 8: • Kontroller indfyret effekt i fo
Page 9 and 10: Demo anlæg i OMES-projektet Dansk
Page 11 and 12: kedel til varmtvandsbeholder, som n
Page 13: Gasteknik 2/2003 GASSIKKERHED Suppl
Page 17 and 18: Flemming Preisler, TEKNIQ herunder
Page 19 and 20: Gasteknik 2/2003 GASHISTORIE Flaske
Page 21 and 22: Gasteknik 2/2003 energi til mere BR
Page 23 and 24: Nye produkter fra Elmanet Elmanet p
Page 25 and 26: Gasteknik 2/2003 LÆR OM GAS ERFA K
Page 27 and 28: BESTYRELSE: Formand: Povl Asserhøj

Gasteknik nr. 2, april 2003 [PDF] - Dansk Gas Forening

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?