Tillverkning av polymerer från skogsindustriellt bioslam : Temperaturens inverkan på PHA-ackumulering i skogsindustriellt bioslam från Gruvöns bruk i Värmland, Sverige.

Sammanfattning: Plast i naturliga miljöer är ett stort problem i dagens läge då materialet oftast inte är 100 %biologiskt nedbrytbart. Plasten bryts ner till bitar i mikrostorlek, dvs. under 5 mm. Mikroplasten ackumuleras i landmassor likväl som i vattendrag och hav. Eftersom materialet kan bära mycket högre koncentrationer av miljögifter än den naturliga miljön så ökar den halter cancerframkallande- och hormonstörande ämnen hos djur. Plast är bevisligen farligt förbiologisk mångfald och måste minskas.Bioplast är en plast med biologiska komponenter men behöver därför inte vara biologiskt nedbrytbar i den naturliga miljön, som t.ex. PLA, polylaktid. Den plasten är baserad på majs men endast nedbrytar i stränga industriella processer. En annan familj av polymerer som kanskapa 100 % biologiskt nedbrytbar plast är PHA, Polyhydroxyalkanoater. Det innebär att PHA bryts ned till CO2 och vatten inom de sex områdena som omfattar all naturlig miljö. I denna rapport har det undersökts producering av PHA från skogsindustriellt bioslamm. Bioslammet som det har utförst fyra försök på i denna rapport är från reningsverket som hör till Gruvöns pappersbruk. Bioslammet som har tagits är returslam efter sedimentering. Försöken som har utförts har haft temperaturbegränsningar, 20oC och 35oC, för att se hur temperaturen påverkar PHA-ackumuleringen. Det gjordes fyra försök på 10 timmar vardera, dvs. två försök på varje temperatur. Försöken utfördes i cylindriska tankar på 50-, 45-, 31-liter, anledningen att volymen skiljde mellan försöken är för att möjligheten inte alltid fanns att hämta samma mängd bioslam från Gruvön vid varje tillfälle. Försöken utfördes över tre dagar med förberedelser dag 1, utförande dag 2 och FTIR- och TOC-analyser dag 3. Under dag 2 har tillsatser av substrat varit en viktig faktor då det har varit pulsmatning med tidsintervall mellan 30- och 60 minuter. Substratet har varit ättiksyra och natriumacetat då bakterierna använder acetatet som en lättnedbrytbar kolkälla. Skillnaden mellan ättiksyra och natriumacetat är att den senare har en minimal påverkan på pH-värdet vid tillsättning. Aspekter som har undersökts i samband med försöken har varit b.la. syrehalt, pH-värde, temperatur och acetatförbrukning. Syftet har varit att få en insikt i hur temperaturen påverkar bakterierna från en blandad kultur och deras förmåga att ackumulera polyhydroxyalkanoat (PHA). Rapporten ska sedan kunna användas som beslutsunderlag vid framtida PHA-producering samt vidarestudier i ämnet. Målet med studien är att undersöka hur ackumulering av PHA och acetatförbrukningen påverkas vid 20oC respektive 35oC. Resultaten visar att de önskade temperaturerna inte riktigt uppnåddes då de blev 22oC och 33oC. Det ses tydligt att bakterierna förbrukar betydligt mindre mängder substrat vid 22oC än vid 33oC utan att PHA-ackumuleringen påverkas nämnvärt. Skillnaden i ackumuleringshastigheten mellan de två temperaturerna var såpass liten att den anses försumbar. Den maximala PHA-halten uppnåddes tyvärr inte på grund av försökens tidsbegränsning på 10 timmar. Slutsatsen är att lägre temperaturen leder till mindre acetatförbrukning men lika hög PHA-ackumulering, att ackumuleringshastigheten är försumbar samt att 10 timmar ackumuleringstid inte var tillräckligt för att nå maximala halter av PHA. Framtida studier i ämnet borde kolla på följande problemställningar: • SÄ-koncentrationens inverkan på acetatförbrukning och PHA-ackumulering. • Stegrande eller kontinuerlig tillsättning av substrat. • Temperatur och tillsättning av substrat, dess inverkan på syrehalten. • Tidsaspekt vid PHA-ackumulering. Dessa problemställningar har tagits fram utifrån denna rapport, dvs. vilka faktorer som uppmärksammades till att ha potential till att vara viktiga inför PHA-produktion i pilotskala.