Professorerna Rajeshwar Dayal Tyagi och Patrick Drogui, forskare vid Institut National de la Recherche Scientifique (INRS), har utvecklat ett nytt tillvägagångssätt för biodieselproduktion som använder mikrober, avloppsslam, och en biobränslebiprodukt.

Biodiesel har flera miljöfördelar, men användningen av vegetabiliska eller animaliska oljor ökar dilemmaet mellan mat och bränsle, risken att avleda jordbruksmark eller grödor för produktion av biobränslen till nackdel för livsmedelsförsörjningen. Växter har vänt sig till mikrobiell biodiesel, som kan tillverkas av glukos med hjälp av mikroorganismer. Men till $ 6,78/L, den konventionella produktionsprocessen är ganska dyr.

Professorerna Tyagi och Drogui har sänkt produktionskostnaden till $ 0,72/L med en innovativ ny process. Deras resultat - för att bedöma kostnaderna, energi, och utsläpp av växthusgaser (GHG) - publicerades i tidskriften Bioresource Technology , i februari.

I processen används avloppsslam och glycerol, en biprodukt av biodiesel. Bearbetning av slam minskar växthusgasen. "Det håller slam från deponier, där det frigör metan. När den används för att producera biodiesel, det mesta av kolet omvandlas till lipider av mikroorganismerna, "sade professor Tyagi. Processen gör det också möjligt att återanvända glycerolen utan att behöva rena den.

Från mikrober till biobränsle

I det första skedet av jäsningen, mikroorganismerna äter glycerolen och avloppsslam. De ackumulerar olja i sina kroppar i form av lipider. INRS -forskarna använder ett bioflockningsmedel - en organisk polymer som utsöndras av organismer - för att separera cellerna från blandningen och extrahera lipiderna. Det eliminerar behovet av centrifuger eller kemiska produkter.

För att återställa lipiderna som extraheras från cellerna, Professorerna Tyagi och Drogui ersatte de giftiga kemiska produkterna med gas. "Jag fyllde på min bil och jag frågade mig själv varför jag inte skulle använda gas för att separera lipiderna. Vi provade det i laboratoriet och det fungerade riktigt bra. Blandningen av gas och lipider flöt ovanpå resten av blandningen, "sade professor Tyagi. Gasen som tillsätts för separation är också en del av slutprodukten." Biodiesel består inte helt av olja. För typ B10, 10 procent av bränslet är organiskt och resten är gas, " han sa.

Processen producerar biodiesel och glycerol, som i sin tur kan användas för att producera mer bränsle. Men växter använder inte nödvändigtvis samma produktionsprocesser, så glycerolen, och dess effektivitet, kan variera. Professorerna Tyagi och Drogui funderar på hur man kan kombinera dessa olika biprodukter för att göra processen ännu mer kostnadseffektiv.

Två postdoktorer, fyra doktorander, och en masterstudent arbetade med projektet. Ph.D. studenten Lalit R. Kumar doktorerar i projektet, som tilldelades 2018 Project Innovation Award i kategorin Genombrott inom forskning och utveckling av International Water Association i Tokyo.