Decentralized biogas produced through co-digestion of biomass can play an important role in our future renewable energy mix. However the optimal design, planning and use of a biogas production chain is a daunting process. When looking into a biogas production chain one must take into account, first, the biomass availability in quantity, quality and the location, second, the energy demand in energy type, quantity and location and finally the needed machinery and infrastructure to connect them. During this process there are social, legal and environmental issues to overcome, but overall the financial aspects will mostly dictate viability. Hence, the complexity involved in linking the aforementioned aspects is difficult at most.
DOCUMENT
Next-generation sequencing technology allows culture- independent analysis of species and genes present in a complex microbial community. Such metagenomics may overcome the inability to culture microbes in isolation. Microbial communities of interest are for example responsible for making biogas. Many applications in metagenomics focus on 16S RNA analysis. We here evaluate the possibility of whole genome analysis (WGS) as approach for metagenomics studies.Samples (Table 1) from three biogas installations fed with different feedstock were used for DNA isolation and WGS analysis. Short (75b) Illumina paired-end DNA sequence reads were generated and assembled into larger continuous stretches (contigs),AcknowledgementsResults show that WGS is feasible for complex community analysis. Large groups of organisms (for example the class Methanomicrobia) are present in all samples with a possible role in the biogas production pathway.Assemble reads into contigs•meta-velveth as metagenomics reads assemblerSequencesimilaritysearch•proteome reference database from all currently available Bacteria and Achaea genomesAssign hits to taxa•Lowest common ancestor method incorporated in MEGAN4Such studies will help to identify and use microbial species for future improvements of biogas production dependence on process parameters and feedstock.
DOCUMENT
This study evaluated the performance of anaerobic co-digestion of cow manure (CM) and sheep manure (SM) in both batch and continuous digesters at 37 °C. Synergistic effects of co-digesting CM and SM at varying volatile solids (VS) ratios (1:0, 0:1, 3:1, 1:1, 1:3) were observed in the batch experiment, with the most effective degradation of cellulose (56%) and hemicellulose (55%), and thus, the highest cumulative methane yield (210 mL/gVSadded) obtained at a CM:SM ratio of 1:3. Co-digesting CM and SM improved the hydrolysis, as evidenced by the cellulase brought by SM and the increases of cellulolytic bacteria Clostridium. Besides, co-digestion enhanced the acidogenesis and methanogenesis, reflected by the enrichment of syntrophic bacteria Candidatus Cloacimonas and hydrogenotrophic archaea Methanoculleus (Coenzyme-B sulfoethylthiotransferase). When testing continuous digestion, the methane yield increased from 146 mL/gVS/d (CM alone) to 179 mL/gVS/d (CM:SM at 1:1) at a constant organic loading rate (OLR) of 1g VS/L/d and a hydraulic retention time (HRT) of 25 days. Furthermore, the anaerobic digestion process was enhanced when the daily feed changed back to CM alone, reflected by the improved daily methane yield (159 mL/VS/d). These results provided insights into the improvement of methane production during the anaerobic digestion of animal manure.
LINK
De wereldbevolking groeit van 7 miljard nu naar 9 miljard in 2040. De productiegroei van voedsel loopt hierop flink achter. Uit onderzoek van de FAO in 2011 komt naar voren dat wereldwijd elk jaar 1,3 miljard ton voedsel verloren gaat, ruim een derde van de voedselproductie. Binnen de EU gooien we 20% van het totaal voor de EU inwoners geproduceerde voedsel weg, inclusief het onvermijdbare verlies. Dat komt neer op 173 kg per EU inwoner per jaar. Ongeveer de helft daarvan wordt weggegooid in de productieketen tot en met de supermarkt. Agri-food reststromen zijn te vinden bij de voedselindustrie, boeren, veilingen, supermarkten etc. Die worden momenteel laagwaardig verwerkt in diervoeder, compost, potgrond, vergisting etc. Hoogwaardig verwerken gebeurt zelden, bv via de Voedselbank of de Verspillingsfabriek (soepen etc.). Dit project heeft primair als doel om reststromen vanuit de food industrie hoogwaardig te verwaarden, met 3D food printing als primaire technologie. 3D food printing is in 2006 ontstaan en sinds 2016 in een stroomversnelling gekomen. (Michelin) chefs, chocolatiers, patissiers, fooddesigners en catering hebben deze nieuwe techniek nu omarmd. Vanuit de voedselindustrie is er ook veel belangstelling, met name voor industriële toepassing en voorgevulde cartridges. Daarmee kan het Nespresso businessmodel voor een doorbraak in 3Dfoodprinting zorgen, een goedkope 3Dprinter voor consumenten waarbij verdiend wordt aan de cartridges. Belangrijk dus om toepassingen te vinden die de mogelijkheden van 3D food printing voor verwaarding van reststromen volop benutten.
In het project ‘AgroCycle’ wordt onderzocht of een coöperatie van boerderijen zelfvoorzienend kunnen worden in energie en bemesting door het gebruiken van mest in organische afvalstromen voor de productie van energie, groene brandstof en groene meststoffen door middel anaerobe vergisting. In het project beogen de projectpartners de nutriëntenkringloop (van mest tot digestaat tot groene meststof) te koppelen aan een zelfvoorzienend energiesysteem (biomassa tot biogas tot groene brandstof voor de bewerking van het land) door de gecombineerde productie van biogas en groene meststoffen. De financiële haalbaarheid van een biovergister is sterk afhankelijk van het gebruik en de economische waarde van het digestaat. Met deze gecombineerde aanpak wordt zowel de haalbaarheid als de duurzaamheid (milieueffecten en CO2 - emissies) vergroot. Om de haalbaarheid van dit concept te onderzoeken wordt gebruik gemaakt van het bestaande model ‘BioGas simulator’ dat door de Hanzehogeschool Groningen ontwikkeld is om het technische proces van decentrale productie van biogas te kunnen simuleren.
Dit KIEM-VANG project gaat een bijdrage leveren aan het verwerken en beter verwaarden van heterogene biotische afvalstromen zoals restaurantafval. Voor een dergelijke afvalstroom is verwaarden van individuele componenten problematisch en de stroom wordt daarom doorgaans door vergisting omgezet in biogas. Een vloeibare energiedrager als methanol zou hanteerbaarder en attractiever zijn, bijvoorbeeld voor opslag. Bovendien is methanol één van de belangrijkste platformchemicaliën voor de chemische industrie. Methanol wordt nu gemaakt uit aardgas in een duur en complex proces. Dit project beoogt de haalbaarheid van een alternatieve route van biogas naar methanol te onderzoeken: omzetting van biogas naar methanol in een biologische route. De biologische productie van methanol uit biogas draagt bij aan het verminderen van het gebruik van fossiele bronnen en broeikasgasemissies, creëert een nieuwe kringloop van biotisch afval naar hernieuwbare chemische synthese en is potentieel decentraal en kleinschalig toe te passen. Kleinschaligheid impliceert decentrale productie en opslag, vergemakkelijkt de logistiek, vermindert benodigde investeringen en verhoogt tevens de zichtbaarheid voor en daarmee de acceptatie door het grote publiek. Het onderzoek richt zich met literatuurstudie, virtueel prototyping en laboratoriumtesten op de technologische (biologische en/of chemische) parameters die de efficiënte productie van methanol uit biogas bepalen, met aandacht voor katalysatoren, (kunstmatige) enzymen en microbiële omzetting, resulterend in het conceptontwerp van een grote installatie. Daarnaast wordt de economische haalbaarheid en duurzaamheid van biologische methanolproductie onderzocht en vergeleken met bestaande alternatieven in een adaptief rekenmodel met het oog op duurzame inpassing in (kleinschalige) biogasketens. De samenwerkende MKB’s Enki Energie en Physixfactor zien kansen met dit idee hun marktpositie in kleinschalige duurzame energie (Enki) en het doorrekenen van innovatieve installaties (Physixfactor) uit te breiden. Samen met de kennisinstelling Hanze University of Applied Sciences Groningen is een goede aanzet te geven tot een groter vervolgproject met een groter kennisnetwerk van belang en belangstelling hebbende bedrijven en kennisinstellingen.
