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Upgrading anaerobic digestion by cascade fermentation coupled with biogas-based biopolymer production

Projektbeschreibung

Lebensmittelabfälle verwandeln sich in wertvolle Produkte

Lebensmittelabfälle sind eines der größten Probleme, mit denen die Gesellschaft heute konfrontiert ist. Große Mengen davon werden auf Deponien entsorgt, wo sie langsam in Methan und Kohlendioxid abgebaut werden. Durch anaerobe Vergärung werden Lebensmittelabfälle in Biogas umgewandelt. Dieser Vorgang stellt eine nachhaltige Möglichkeit dar, sich das enorme unausgeschöpfte Potenzial von Lebensmittelabfällen zunutze zu machen. Die Verwendung von Lebensmittelabfällen als Rohstoff in Bioraffinerien befindet sich jedoch noch in einer frühen Entwicklungsphase. Das EU-finanzierte Projekt UP-GRAD will die Leistung und Stabilität der anaeroben Vergärung durch die Entwicklung eines zweistufigen, auf Laktat basierenden Verfahrens verbessern. Durch die Verknüpfung von Wissen aus verschiedenen Bereichen – Umwelttechnik, Biochemie, Mikrobiologie, Ökogenomik, Transkriptomik, Bioinformatik und Wirtschaftswissenschaft – bemüht sich das Projekt, praktische Lösungen für Lebensmittelabfall-Bioraffinerien der nächsten Generation voranzutreiben.

Ziel

Food waste (FW) and plastic pollution represent two of the most relevant environmental, economic and societal problems in this XXI century. Anaerobic digestion (AD) of FW linked with biogas bioconversion into biopolymers constitute a sustainable route to valorise the enormous untapped potential of FW. However, the full-scale implementation of FW-AD biogas based biorefineries is still limited by the need to enhance stability and prevent inhibition during FW-AD and to overcome the CH4 mass transfer and biological limitations encountered in methanotrophic processes. UP-GRAD aims at upgrading the performance and stability of FW-AD by engineering a novel 2-stage lactate-based AD process coupled with the development of innovative cost-competitive strategies for improving biogas valorisation as a feedstock for the synthesis of tailor-made, high-quality, marketable biopolymers. In this context, UP-GRAD will focus on the enrichment of both industrially robust hydrolytic-acidogenic lactate fermenting inocula and mixed biopolymer-accumulating methanotrophic consortia, and on the optimisation of integrated AD processes and novel high mass transfer nanobubble bioreactors. State-of-art molecular assays devoted to bringing a deeper understanding of the ecological factors tuning metabolic pathways and performance, and of the structure and functionality of the communities involved in the hydrolytic-acidogenic, methanogenic and methanotrophic stages will be conducted during an academic secondment. In addition, a techno-economic analysis and technology-uptake roadmap will be performed during a secondment in an international FW management company. UP-GRAD will apply a cross-disciplinary approach, involving environmental engineering, biochemistry, microbiology, ecogenomics, transcriptomics, bioinformatics and economics, allowing the candidate to create, disseminate and apply a new knowledge that will foster practical solutions for next-generation AD and flexible biogas biorefineries.

Koordinator

UNIVERSIDAD DE VALLADOLID
Netto-EU-Beitrag
€ 160 932,48
Adresse
PLAZA SANTA CRUZ 8 PALACIO DE SANTA CRUZ
47002 VALLADOLID
Spanien

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Region
Centro (ES) Castilla y León Valladolid
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 160 932,48