Boerrigter, H.A.M.

Buitelaar, R.M.

Leguijt, T.

Nijhuis, H.H.

Dutch

NARCIS 

Inventarisatie mogelijkheden tot samenwerking VAM en ATO-DLO

Wageningen Yield 

J>t 
CU QJ 
O O 
N N 
L. I. 
CL) (U 
T3 "G 
C C 
0 O 
01 -C 
u 
v» TJ 
C 
3 
£ 
O 
-Q 
"O 
C 
ra 
i/) 
c 
<D 
en 
_o 
o 
c 
u 
eu 
o> 
< 
O 
O 
> 
Inventarisatie mogelijkheden tot 
samenwerking VAM en ATO-DLO 
Dr T. Leguijt 
H.A.M. Boerrigter 
Dr Ir H.H. Nijhuis 
Dr Ir R.M. Buitelaar 
VERTROUWELIJK 
3 
3 
C 
ato-dlo 
ATO-DLO 
Inventarisatie mogelijkheden tot samenwerking VAM en 
ATO-DLO 
VERTROUWELIJK 
Agrotechnologisch 
Onderzoek Instituut 
(ATO-DLO) 
Bomsesteeg 59 
Postbus 17 
6700 AA Wageningen 
tel. 0317 - 475000 
fax. 0317 - 412260 
Dr T. Leguijt 
H.A.M. Boerrigter 
Dr Ir H.H. Nijhuis 
Dr Ir R.M. Buitelaar 
Eigendom van ATO-DLO. Niets uit dit voorstel mag worden gebruikt, vermeerderd of gedistribueerd zonder 
schriftelijke toestemming van ATO-DLO. 
Z-Zb Cc, j u 8 
28 januari 1997 
Inhoudsopgave Pagina 
1. Probleem- en doelstelling 3 
2. Procescontrole van compostering op basis van snelle geursensoren 4 
2.1 Inleiding 4 
2.2 Aanpak 4 
2.3 Perspectieven 4 
3. Bepaling van hinderlijke geurverbindingen in afgas 5 
3.1 Inleiding 5 
3.2 Aanpak 5 
3.3 Perspectief 5 
4. Ontwikkeling en toepassing van nieuwe selectieve en 
effectieve gasreinigingssystemen 6 
4.1 Inleiding 6 
4.2 Aanpak 6 
4.3 Perspectieven 6 
5. Gasdoorstroomsysteem voor opslag van biologisch actief materiaal 7 
5.1 Inleiding 7 
5.2 CA doorstroomsysteem als onderzoekfaciliteit 7 
5.3 Perspectief 8 
6. Labschaal composteer faciliteiten 9 
6.1 Inleiding 9 
6.2 Aanpak 9 
Eigendom van ATO-DLO. Niets uit dit voorstel mag worden gebruikt, vermeerderd of gedistribueerd zonder schriftelijke 
toestemming van ATO-DLO 
28 januari 1997 pagina - 3 -
1. Probleem- en doelstelling 
Bij de be- en verwerking van agro-grondstoffen heeft men dikwijs te kampen met sterke 
geuremissies. De uitstoot van karakteristieke geurverbindingen heeft niet zozeer een 
schadelijk effect, maar bezorgt veel overlast. Voor het reduceren van geuremissies zijn 
verschillende technologieën beschikbaar, zoals biofiltratie, natte (chemische) wassing, 
ozon oxidatie en adsorptie aan actieve kool. Deze methoden hebben gemeen dat zij 
werkzaam zijn voor een flink aantal verschillende geurverbindingen. Echter, geen van 
deze technieken heeft doorgaans een bevredigend geurverwijderingsrendement voor 
alle te elimineren geurverbindingen. 
Met de veranderende regelgeving waarbij naast het concept van geur emissie-eenheden 
de menselijke geurbeleving steeds belangrijker wordt, wordt de ontwikkeling van 
specifiekere technologie essentieel. Hierbij is inzicht in de interactie tussen de 
chemische samenstelling van het afgas, de menselijke geurbeleving hiervan en de 
reinigingstechniek van doorslaggevende betekenis. 
Op basis van de bovengeschetste probleemstelling worden in dit voorstel diverse 
mogelijkheden voor toegepast onderzoek beschreven. 
Eigendom van ATO-DLO. Niets uit dit voorstel mag worden gebruikt, vermeerderd of gedistribueerd zonder schriftelijke 
toestemming van ATO-DLO 
28 januari 1997 pagina - 4 -
2. Procescontrole van compostering op basis van snelle 
geursensoren 
2.1 Inleiding 
Tot voor kort konden geurverbindingen louter door gaschromatografïsche methoden en 
de menselijke neus worden gedetecteerd en geclassificeerd. Een probleem bij de 
menselijke waarneming is het bereiken van overeenstemming over de mate van 
onaangenaamheid van de lucht. Daarnaast geldt voor beide methoden dat de analyses 
alsmede interpretatie van de resultaten niet snel genoeg zijn voor efficiënte 
procescontrole. 
De ontwikkeling en recente marktintroduktie van de electronische neus, waarmee op 
snelle wijze "fingerprints" van het afgas kunnen worden verkregen, biedt perspectief op 
controle en sturing van het composteringsproces. 
2.2 Aanpak 
Een electronische neus bevat één of meerdere sets van geursensoren. De gevoeligheid 
van de sensoren voor geurverbindingen wordt beïnvloed door de coating. Op deze 
manier kunnen met een beperkt aantal sensoren diverse geurverbindingen worden 
gedetecteerd. Deze "fingerprint" dient als basis voor de classificatie van het afgas door 
middel van een artificieel neuraal netwerk. Momenteel wordt voor de bewaking van de 
luchtkwaliteit in ruimtestations gebruik gemaakt van een electronische neus. De 
tijdswinst van deze nieuwe technologie ten opzichte van bovengenoemde klassieke 
methoden en daarmee de mogelijkheid voor snelle en on-line procescontrole moge 
duidelijk zijn. 
Voor selectieve en effectieve detectie van specifieke, overlast veroorzakende geur­
verbindingen in afgas zijn diverse polymeren beschikbaar (of kunnen worden ontwik­
keld). Afhankelijk van de afgassamenstelling kunnen geschikte materialen/geursensoren 
worden geselecteerd. 
Op basis van de op bovengenoemde snelle wijze verkregen "fingerprint" van het afgas 
kan het composteringsporces on-line worden gecontroleerd en gestuurd. Onderdeel van 
de processturing zou kunnen zijn om bij bepaalde omstandigheden het afgas na passage 
door een biofilter te behandelen met één van de gasreinigingssystemen die in dit 
voorstel worden beschreven. 
2.3 Perspectieven 
Snelle en effectieve geursensoren voor detectie van overlast veroorzakende ver­
bindingen in afgas, waardoor on-line controle en processturing van de compostering 
kan plaatsvinden. 
Eigendom van ATO-DLO. Niets uit dit voorstel mag worden gebruikt, vermeerderd of gedistribueerd zonder schriftelijke 
toestemming van ATO-DLO 
28 januari 1997 pagina - 5 -
3. Bepaling van hinderlijke geurverbindingen in afgas 
3.1 Inleiding 
Afhankelijk van de grondstofsamenstelling en de kondities tijdens compostering komen 
verschillende typen geurverbindingen vrij. Een deel van deze verbindingen wordt 
geroken omdat de concentraties hoger liggen dan de menselijke geurdrempel. Niet alle 
geurverbindingen veroorzaken echter overlast. Dit is afhankelijk van de impact van de 
betreffende verbinding. Daarnaast kunnen diverse geurverbindingen in een afgas elkaar 
versterken danwel onderdrukken, waarbij de geurwaarneming van het totale afgas kan 
verschillen van de geur van de afzonderlijke verbindingen. 
Door de menselijke beleving van geurverbindingen in een afgas te koppelen aan 
chemisch-analytische gegevens kan worden bepaald welke geurverbindingen onder 
welke omstandigheden als hinderlijk worden ervaren. 
3.2 Aanpak 
De aard en identiteit van de vrijkomende geurverbindingen in afgas, eventueel na 
passage van biofïlters, kan worden vastgesteld met behulp van diverse gaschromato 
grafische technieken. Met behulp van een techniek als GC-sniffing kan worden vast­
gesteld welke van de aangetroffen verbindingen in het afgas een geurimpact hebben. 
Door bovengenoemde gegevens te koppelen aan de geurbeleving, die door middel van 
menselijke geurpanels kan worden bepaald, kan worden vastgesteld welke verbindingen 
in het afgas als hinderlijk worden ervaren. Hierdoor wordt het mogelijk om (eventueel 
on-line) procescontrole van de compostering te gaan uitvoeren. 
Deze procescontrole en -sturing van de compostering kan met behulp van selectieve 
geursensoren efficiënt worden uitgevoerd, zoals in dit voorstel wordt beschreven. 
3.3 Perspectief 
Duidelijk inzicht in de aard van de als hinderlijk ervaren geurverbindingen in het afgas, 
waardoor efficiënte procescontrole en -sturing van de compostering mogelijk wordt. 
Eigendom van ATO-DLO. Niets uit dit voorstel mag worden gebruikt, vermeerderd of gedistribueerd zonder schriftelijke 
toestemming van ATO-DLO 
28 januari 1997 pagina - 6 -
4. Ontwikkeling en toepassing van nieuwe selectieve en 
effectieve gasreinigingssystemen 
4.1 Inleiding 
Voor het reduceren van geuremissies zijn verschillende technologieën beschikbaar, 
zoals natte (chemische) wassing, ozon oxidatie, biofiltratie, adsorptie aan actieve kool. 
Deze hebben gemeen, dat zij werken voor een groot aantal verschillende 
geurverbindingen. Echter, geen van deze technieken heeft doorgaans een bevredigend 
geurverwijderingsrendement voor alle te elimineren verbindingen. Daarnaast wordt het 
scheidingsprobleem vaak verplaatst naar een tweede fase. Membraanprocessen worden 
steeds vaker toegepast bij gas- en dampscheidingsproblemen. Door de juiste keuze van 
het membraanmateriaal en procesomstandigheden kunnen zonder tussenkomst van 
hulpstoffen selectief en effectief de gewenste verbindingen uit een mengsel worden 
verwijderd. 
4.2 Aanpak 
Bij het verwijderen van geurverbindingen uit reststromen zullen drie membraan­
technieken centraal staan; gasscheiding, damppermeatie en membraanextractie. Waar 
mogelijk en/of noodzakelijk zal vergelijking met alternatieve technologieën 
plaatsvinden. Gestart zal worden met een haalbaarheidsstudie waarbij het membraan-
scheidingsgedrag van geselecteerde processtromen of modelsystemen zal worden 
bestudeerd met behulp van bestaande membranen. Op basis hiervan kan een eerste 
selectie worden uitgevoerd. Vervolgens kunnen tien taken onderscheiden worden: 
1. identificatie en kwantificering van geurverbindingen in geselecteerde 
processtromen 
2. membraanselectie 
3. membraan- en moduleontwikkeling 
4. bestudering modelsystemen 
5. fysiseh-mathematische modellen 
6. procesintegratie (membraan + reststroom) 
7. kostenbeschouwing 
8. hergebruik van geurverbindingen 
9. geurbeleving 
10. opschaling 
4.3 Perspectieven 
Nieuwe selectieve en effectieve reinigingsmethoden voor afgassen met de mogelijkheid 
voor opschaling binnen een periode van twee jaar. 
Eigendom van ATO-DLO. Niets uit dit voorstel mag worden gebruikt, vermeerderd of gedistribueerd zonder schriftelijke 
toestemming van ATO-DLO 
28 januari 1997 pagina - 7 -
5. Gasdoorstroomsysteem voor opslag van biologisch actief 
materiaal 
5.1 Inleiding 
Bij de compostering van huisvuil blijkt dat soms hinderlijke geurcomponenten 
vrijkomen. De precieze oorzaken ervan zijn nog niet bekend. Het lijkt uit oogpunt van 
procesbeheersing noodzakelijk om te inventariseren wat de redenen zijn van de 
onregelmatigheid van het composteringsproces. Bij het bestuderen van monsters uit 
afwijkende composthopen kan ATO-DLO onderzoekfaciliteiten aanbieden die opslag 
van monsters bij zowel aerobe als anaerobe omgevingscondities bij een reeks van 
temperaturen mogelijk maakt. In dit systeem kan dus een dynamische simulatie van het 
composteringsproces plaatsvinden. Om de omgevingscondities te kunnen simuleren 
moeten deze vooraf in de praktijk worden vastgesteld. 
5.2 CA doorstroomsysteem als onderzoekfaciliteit 
ATO-DLO beschikt over een meervoudig gasdoorstroomsysteem waarin variaties met 
betrekking tot gasconcentratie (02, C02, N2 en een te kiezen vierde gas), temperatuur en 
relatieve luchtvochtigheid kunnen worden gerealiseerd. Het systeem bevat totaal 24 
units met containers van 70 1. verdeeld over 3 klimaatcellen. Andere opslagcontainers 
kunnen ook op het systeem worden aangesloten. De containers worden doorspoeld met 
ieder gewenst gasmengsel, gebaseerd op genoemde gassen met een maximale flow van 
1200 ml/min. De ingestelde gasconcentraties en de bereikte gasconcentraties worden 
iedere 3 uur gemeten en bij afwijkingen bijgeregeld. Dit Controlled Atmosphere (CA) 
doorstroomsysteem is geheel geautomatiseerd. De meting van 02 en C02 geschiedt met 
infrarood detectoren en een paramagnetische 02 meting. 
Door tijdelijke afsluiting middels magneetventielen van de containers kan het verloop 
c.q. de opbouw van karakteriserende gassen met betrekking tot het composteringsproces 
worden gemeten in de zogenaamde head space van het systeem. Op deze wijze kan de 
mate van omzettingssnelheid door microbiële activiteit in het opgeslagen 
compostmonster worden vastgesteld. Een dergelijke meting kan wellicht een ruwe 
karakterisering van het composteringsproces zijn. Door deze bepaling in de tijd te 
herhalen wordt bovendien een dynamisch profiel bepaald. Andere aldus verkregen 
gasmonsters (geurcomponenten) zijn tegelijkertijd ook te analyseren. Middels 
injectiespuiten of andere gasbemonsteringssystemen moeten gasmonsters worden 
overgebracht naar meer specialistische apparatuur als GC/FID of GC/MS systemen 
afhankelijk van het type gas dat gemeten moet worden. ATO-DLO beschikt ook over 
dergelijke apparatuur. 
Eigendom van ATO-DLO. Niets uit dit voorstel mag worden gebruikt, vermeerderd of gedistribueerd zonder schriftelijke 
toestemming van ATO-DLO 
28 januari 1997 pagina - 8 -
5.3 Perspectief 
Door gebruik te maken van een meervoudig goed regelbaar opslagsysteem op 
laboratorium schaal kan op snelle en efficiente wijze inzicht worden verkregen in het 
reguliere composteringsproces, of in eventuele afwijkingen daarvan. Dit leiden tot 
betere procesbeheersing. 
Eigendom van ATO-DLO. Niets uit dit voorstel mag worden gebruikt, vermeerderd of gedistribueerd zonder schriftelijke 
toestemming van ATO-DLO 
28 januari 1997 pagina - 9 -
6. Labschaal composteer faciliteiten 
6.1 Inleiding 
Het proces van composteren wordt al duizenden jaren gebruikt om organisch materiaal 
te stabiliseren en in volume te doen afnemen. Toch is er verbazingwekkend weinig 
bekend over de exacte details van de processen die zich tijdens de compostering 
afspelen. Uiteraard is er in grote lijnen heel veel bekend, en is er ook zeer veel 
onderzoek gedaan om de processen (microbiologisch, biochemisch en chemisch) te 
begrijpen en in kaart te brengen. Een belangrijke oorzaak van dit gemis aan kennis is 
het feit dat zowel het substraat als de populatie micro-organismen continu variabel zijn 
in elk composteerproces. Het aanbod van organisch materiaal is over het algemeen zeer 
gevarieerd, per dag maar ook met de seizoenen. Composteerprocessen vinden niet in 
een steriele omgeving plaats, terwijl de enting meestal geschiedt door menging met 
oudere compost of spontaan. Dit alles maakt dat het zeer moeilijk is om representatief 
onderzoek te doen dat meer zegt dan alleen iets over de specifieke situatie. 
6.2 Aanpak 
Met het bovenstaande in het achterhoofd kunnen de navolgende punten met de 
opdrachtgever afgestemd worden: 
In samenspraak met de opdrachtgever wordt een zoveel mogelijk representatief 
substraat aangeleverd, zowel wat betreft samenstelling, deeltjesgrootte (-
verdeling) als vochtgehalte; 
Als ent wordt het standaard entmateriaal geleverd (bestaande compost), of 
wordt de van nature aanwezige populatie in het aangeleverde substraat gebruikt 
(d.w.z. geen externe ent); 
Binnen ATO-DLO kan op diverse niveau's van controle worden 
gefermenteerd; e.e.a. afhankelijk van de wens van de opdrachtgever: 
Volledig steriel, temperatuur gecontroleerd, geroerd, in fermentoren. 
ATO-DLO beschikt over fermentoren hiervoor van 1-150 liter. Deze zijn in 
principe ontworpen voor vloeistof-fermentatie; lage roersnelheden kunnen 
echter ook gerealiseerd worden met vastere substraten; 
Andere, minder gecontroleerde vormen van compostering, variërend van een 
gewone open bak tot bijna fermentorniveau, waarbij afspraken gemaakt kunnen 
worden over het in beweging houden van de massa; 
Tijdens het composteringsproces zullen verschillende parameters periodiek of 
continu gemeten worden, ook weer in overleg met de opdrachtgever. Te denken 
valt aan: temperatuur, vochtgehalte, C/N verhouding, volatile solids, bepaalde 
componenten (suikers, ammonia, eiwit, etc.), populatie micro-organismen (vrij 
globaal; een gedetailleerde karakterisering van de aanwezige flora is uiteraard 
mogelijk, maar aangezien er tot op heden meer dan 2000 verschillende soorten 
micro-organismen zijn aangetoond tijdens het composteringsproces zal dit 
waarschijnlijk te arbeidsintensief worden), zuurstofconsumptie, pH, bepaalde 
vetzuren, enzovoorts. 
Eigendom van ATO-DLO. Niets uit dit voorstel mag worden gebruikt, vermeerderd of gedistribueerd zonder schriftelijke 
toestemming van ATO-DLO 
28 januari 1997 pagina - 10 -
Aan het afgas kunnen ook geurmetingen worden gedaan, zowel sensorisch als 
analytisch-chemisch danwel met geursensoren (zie elders in dit voorstel). 
Afsluitend kan gesteld worden dat er binnen ATO-DLO zeer veel ervaring bestaat met 
fermentatieprocessen, zowel in vloeibare als in vaste vorm (solid-state fermentatie). 
Materiaal, getraind personeel en analytische benodigdheden zijn ruim voorhanden. 
Eigendom van ATO-DLO. Niets uit dit voorstel mag worden gebruikt, vermeerderd of gedistribueerd zonder schriftelijke 
toestemming van ATO-DLO 


http://library.wur.nl/WebQuery/wurpubs/fulltext/473164

Inventarisatie mogelijkheden tot samenwerking VAM en ATO-DLO

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

NARCIS

Wageningen Yield