Voedselafval & anaërobe vergisting

Het verlagen van de kosten voor het storten van voedselafval is tegenwoordig een belangrijke prestatie-indicator voor fabrikanten. Mike Heap, directeur van Verder UK en Paul Smith, vertegenwoordiger in het noordoosten, leggen uit hoe het verwerken van voedselafval door het verwijderen van vaste stoffen en water fabrikanten en hun recyclingpartners in staat stelt biobrandstof te winnen. Deze kan vervolgens worden verkocht aan gasbedrijven en gemeenten.

Industriesectoren

• Levensmiddelen- en drankenindustrie
• Publieke sector
• Horeca
• Detailhandel
• Landbouw

Wetgeving inzake stortplaatsen

Het proces van anaerobe vergisting en biobrandstofwinning wordt steeds meer gestuurd door wetgeving. Bovendien worden, volgens persberichten, binnenkort voedselafvalbakken uitgegeven voor gebruik door alle huishoudens. De stortbelasting van de UK Revenue and Customs wordt berekend als een inflatie-plus escalator en elk jaar wordt elke ton die naar de stortplaats gaat steeds zwaarder voor de winst van de industrie.

In het Verenigd Koninkrijk zijn we net over de helft van het aantal gerecyclede tonnen ten opzichte van het aantal dat naar de stortplaats gaat. Uit andere persberichten blijkt dat wij in tonnage evenveel weggooien als kopen. De race is dus begonnen om voldoende niet-dierlijke magen te creëren om al dit voedsel mechanisch te verteren. Anaërobe vergisting bootst het proces na om energie te winnen in de vorm van biobrandstof.

In het kader van dit proces werkt Verder samen met aannemers in dienst van supermarktketens, brouwerijen en allerlei levensmiddelenfabrikanten. Zo heeft een prestigieuze brouwerij in Norfolk een anaerobe vergistingsinstallatie geïnstalleerd voor de productie van biogas dat aan het nationale gasnet wordt geleverd.

Organisch materiaal

De installatie wordt gevoed met op de stoep opgehaald voedselafval, voedselverwerkingsafval, voedselafval van supermarkten en brouwerijafval, inclusief afval van de eigen verkooppunten. Het organisch materiaal komt aan het begin van het proces in een toevoeropening waar een rotorhakselaar de grondstof afbreekt.

Verderflex pompen transporteren de gehakte slurry uit reservoirs en door een warmtewisselaar om de temperatuur te verhogen voordat het de anaerobe vergistingsinstallatie binnengaat. Wanneer het hete organische materiaal de hoofdinstallatie binnenkomt, wordt het betrouwbaar en nauwkeurig gedoseerd door een Verderflex Dura pomp met een anorganische pH-buffer om de afbraak van het materiaal te versnellen en te maximaliseren.

De grote massa organisch materiaal wordt "gekarnd" door Verderflex-pompen in een fabrieksruimte die via een reeks leidingen met elkaar zijn verbonden om het oppervlak te maximaliseren en het proces verder te versnellen en de grootste opbrengst aan warmte en biogas te verkrijgen. De warmte wordt teruggevoerd naar de warmtewisselaar.

Na afloop van het anaerobe vergistingsproces worden het digestaat en het afvalwater uit de tank gepompt door een Verderflex pomp voor verder gebruik als meststof. Het eindproduct biogas wordt vervolgens gefilterd en verder verwerkt, klaar om te worden ingevoerd in het nationale gasnet. Doordat de brouwerij afval van huishoudens, restaurants en de plaatselijke industrie ontvangt, kan zij ook een lager tarief per ton in rekening brengen dan de stortbelasting. Een deel van het gas wordt ook afgetapt en gebruikt voor wagens die voedselafval ophalen.

Verder heeft ook samengewerkt met een energiebedrijf in Schotland dat plastic en metalen scheidt voordat het afval in een grote hakselmachine gaat om een pulp te produceren. Dit wordt vervolgens in het vergistingsproces gebracht, waarbij het door verschillende polymeertanks gaat. Dit proces doet denken aan de structuur van het spijsverteringsstelsel van een koe, met afzonderlijke magen voor verschillende verteringsstadia, die het materiaal afbreken door de massa ervan te verminderen en zo methaangas te genereren.

De gecombineerde tank kan de lengte van een half voetbalveld hebben, waarbij elke sectie procesvariabelen regelt, zoals debiet en temperatuurregeling, die worden bepaald door chemische specialisten en ingenieurs die de specificaties aan Verder verstrekken. Verder adviseert hen vervolgens over de beste manier om bepaalde vloeistoffen door het volledige proces te verplaatsen, waarbij leidingen, pompen, kleppen, instrumenten en controles in één geïntegreerde oplossing worden opgenomen.

Een groot deel van het proces is zelfbevochtigend en er hoeft dus geen extra vloeistof te worden toegevoegd om het efficiënt te kunnen verwerken, omdat voedselafval zo'n hoog watergehalte heeft. Verder pompen zijn ideaal voor het verwerken van dit soort materiaal, dat de consistentie heeft van slurry, vooral als het eierschalen bevat die zeer schurend kunnen zijn voor pompen.

Vanwege de hoge viscositeit zou normaal gesproken een grote en dure verdringerpomp worden gebruikt, maar de centrifugale schroefkanaalwaaierpomp van Verder is geschikt voor slib en gier, papierpulp, afvalwater, brij en vele andere vloeistoffen die viskeus zijn of een hoog gehalte aan vaste stoffen hebben.

Viscositeitsveranderingen

Bestand tegen verstopping, zelfs bij het verpompen van vezelige vloeistoffen en ongevoelig voor viscositeitsveranderingen, is VerderHUS geschikt voor waterbehandeling, waaronder dik slib, ingedikte media, slurries, afvalwater en afvalwater. In voedingsmiddelen en dranken kan het diatomeeënaarde, slurry, gist, suiker, gelatine, hop, maïs en mout verwerken, evenals landbouwafval zoals kippennekken, botten, compost, biogas en huisdiervoer.

Omdat de technologie van Verder zowel viskeus materiaal aankan als bestand is tegen schurend afval, kan een VerderHUS-pomp worden gebruikt waar het afval door de zwaartekracht naar de pomp wordt geleid - tegen de helft van de kosten van een verdringerpomp. Bij sommige verdringerpompen, zoals progressieve holtepompen en draaizuigerpompen, kan er sprake zijn van wat bekend staat als interferentie, waarbij het ene element strak in het andere past, zodat de slijtage wordt versterkt in een slijpeffect.

Wanneer een product uit een tank moet worden gezogen, biedt een slangenpomp als Verderflex een uitzonderlijke zuigkracht, zodat het bezinksel kan worden opgezogen en slijtage geen probleem vormt. Hij kan ook drooglopen zonder schade, terwijl progressieve holtepompen en draaizuigerpompen grote schade zouden oplopen.

Verderflex kan een 40 m lange zuigleiding zonder schade aanzuigen, waar andere pompen het moeilijk zouden hebben bij een droge aanzuigtoestand zonder vloeistof in de leiding. Verderflex pompt zelfs lucht zonder schade. De VerderHUS centrifugaalpomp heeft minder, eenvoudig te vervaardigen onderdelen en kost daarom minder dan een verdringerpomp - voor een gegeven debiet heeft de HUS-pomp een kleinere voetafdruk.

VerderHUS is ook energiezuiniger dan een verdringerpomp en gebruikt een kleinere motor, meestal van 2,2 tot 7,5kW . De expertise van Verder ligt niet alleen in een gedegen begrip van pompmechanismen, maar ook in het proces zelf, inclusief de vereiste leidingen om verstoppingen te verminderen of te voorkomen, in dit geval anaerobe vergisting.

Hoewel een pomp een eenvoudig apparaat is, met inlaat- en uitlaatverbindingen en een elektrische vereiste voor de motor, is er uiteindelijk veel expertise nodig voor een optimale toepassing. In tegenstelling tot de concurrenten van het bedrijf die zich alleen op hun pompaanbod concentreren, levert Verder ook technische kennis van leidingen en kleppen, in het besef dat de pomp deel uitmaakt van een groter systeem.

Verder weet bijvoorbeeld dat conische stukken niet werken bij schurend afvalmateriaal en de neiging hebben te blokkeren. Daarom gebruiken ze in plaats daarvan een bus om bijvoorbeeld een zes inch leiding aan te sluiten op een vier inch leiding. Er is nog steeds af en toe een verstoppingsprobleem omdat de gebruikers geen controle hebben over het binnenkomende materiaal, maar waar er bijvoorbeeld een bocht in de elleboog is, kan Verder een inspectiedeksel aanbrengen dat kan worden verwijderd wanneer er een verstopping is, zodat niet de hele pijp hoeft te worden verwijderd.

Hogedrukreiniging

Verder plaatst ook roddelpunten om toegang te krijgen tot een pijp met behulp van een staaf met een 'varkensstaart' bevestiging, om deze te ontwarren of om ander onverwacht materiaal zoals vezels te verwijderen. Dit voorkomt lange procesonderbrekingen als gevolg van het verwijderen van leidingen. Gebruikers kunnen ook hogedrukspuitslangen in dezelfde toegangspunten aanbrengen. Verder worden HUS-pompen binnen een anaerobe vergistingsproces gebruikt om het voedsel tussen de tanks binnenin over te pompen en in het proces toe te voeren.

Dezelfde pompen zijn ideaal voor aardappel- en wortelschillen, en Verder heeft in het buitenland veel succes geboekt met de verwerking van bijproducten van slachthuizen. Dit zijn bijvoorbeeld interne organen van pluimveebereidingen.

Olie terugwinnen

Verder heeft onlangs via een externe aannemer een project afgerond waarbij een proefsysteem werd ontwikkeld voor het terugwinnen van olie uit sinaasappelschillen. In het verleden gebruikte de aannemer draaizuigerpompen met weinig succes. De HUS-pomp is in feite in een complexere toepassing gebruikt dan waarvoor hij in eerste instantie was geleverd - het proces dat het laatste element van de toepassing voedt.

De toepassing is complexer omdat deze een centrifuge voedt en zeer schurende producten verpompt, terwijl normaal gesproken een draaizuigerpomp zou worden gebruikt om de viscositeit aan te kunnen. De Verder-pomp heeft het al vele malen langer volgehouden dan de eerder gebruikte draaizuigerpompen, die slechts 200 werkuren meegingen - of ongeveer twee weken.

Voor de fabrieksdirecteur betekent dit minder stilstand en minder onderhoudskosten, zodat hij zich kan concentreren op de productie van het product dat hij uit het eindproces wil halen. Het huidige debiet van de Verder-pomp is zes kubieke meter per uur, wat onder het opgegeven maximum van het dubbele debiet ligt. Dit debiet kon niet worden bereikt met draaizuigerpompen vanwege hun slijtage en toleranties.

In termen van stilstandtijd bij de meeste toepassingen variëren de kosten van een Verder-pomp van £3.000 tot £12.000, en zijn verwaarloosbaar in vergelijking met een stilstandtijd van £5.000 tot £10.000 per uur. De HUS-pomp is relatief eenvoudig te repareren, meestal in minder dan de helft van de tijd die nodig is om verdringerpompen zoals progressieve holtepompen en roterende pompen te repareren. Bij een peristaltische pomp als Verderflex hoeft slechts één werkend onderdeel te worden vervangen - dat duurt hooguit twee uur.

Er bestaat altijd een risico van een "maagklachten" door de inname van het verkeerde materiaal in het anaerobe verteringsproces, en, net zoals mensen een dosis medicijnen kunnen nemen om een maagklachten te verlichten die worden veroorzaakt door een onevenwichtige pH, doseert de Verder-klant natriumbicarbonaat (NaHCO3), ook bekend als natriumbicarbonaat, om het probleem tegen te gaan.

Doseersystemen

Verder levert ook doseersystemen, zodat klanten één aanspreekpunt hebben voor het hele proces. Hierdoor is het niet meer nodig om met verschillende leveranciers te maken te hebben, die elk hun eigen product niche expertise hebben waardoor ze oogkleppen op hebben voor de anderen. Als het proces mislukt, zullen afzonderlijke leveranciers altijd de schuld geven aan de andere bedrijven in de keten. Verder heeft zowel de proceskennis als de expertise in pompen en systemen, en kan daarom de verantwoordelijkheid nemen voor het gehele systeem.

Door een totaalvisie op het anaerobe vergistingsproces weet Verder waar onderdelen van het systeem kunnen worden aangepast. Het kan bijvoorbeeld zijn dat het leidingwerk moet worden aangepast om de pompwerking te optimaliseren, of door de pomp aan te passen aan een leidingprobleem kan een betere oplossing worden bereikt.

Als het eerste concept eenmaal is geformuleerd, zijn de ontwerpers van Verder in staat hun kennis van het gehele vloeistofoverdrachtsproces van begin tot eind toe te passen en kunnen zij 3D-tekeningen maken met behulp van softwaretools als Solidworks. Dit wordt gevolgd door projectmanagement, installatie, inbedrijfstelling van de installatie, training en after-sales ondersteuning, waaronder servicewagens die naar klantlocaties rijden om pompen en leidingen in optimale conditie te houden.

In het geval van het energiebedrijf in Schotland had Verder bijvoorbeeld een specialist die een week na de levering van de apparatuur ter plaatse was om de inbedrijfstelling in de gaten te houden. Dit komt doordat leveranciers van afval materiaal van verschillende consistentie leveren, wat een moeilijke toepassing oplevert. Verder heeft de ervaring en expertise om dit aan te pakken, door het ontwerp in eerste instantie goed te krijgen en het daarna zo nodig aan te passen voor optimale prestaties.

Klanten zijn onder meer energieproducenten, voedselproducenten, grote afvalrecyclers, bedrijven met eigen anaerobe vergistingsinstallaties en elk bedrijf dat zijn CO2-voetafdruk wil verkleinen - want wat naar de stortplaats gaat, is verspilde koolstof.

Schaal is belangrijk

Bedrijven moeten op een bepaalde schaal werken om dit soort energierecycling te laten werken, dus kleinschaliger huishoudelijke recycling moet worden gecoördineerd door lokale raden en gemeenten om dagelijks biogas te produceren uit tonnen binnenkomend materiaal. Snack- en aardappelfabrikanten zoals Mars, Walkers, Unilever, Seabrook en McCain hebben daarentegen eigen afvalverwerkingsfaciliteiten. Verder werkt met beide soorten pioniers in de biogasindustrie om de productie te maximaliseren.