Siirrettävän biojalostamon prosessi ja sähköistys

Abstract

Yhä kiristyvä orgaanisen jätteenkäsittelyn lainsäädäntö on lisännyt vaihtoehtoisten käsittelytapojen kysyntää. Euroopan Unionin Itämeren alueen -ohjelma oli päärahoittajana jätteenkäsittelyn innovaatioita toteuttavassa ABOWE-projektissa. Projektin tarkoituksena oli rakentaa kaksi siirrettävää pilottilaitosta kontteihin ja pilotoida valittuja bioprosesseja orgaanisten sekä biohajoavien jätteiden hyötykäytössä. Projektin pääyhteistyökumppani Savonia-ammattikorkeakoulu rakensi Finnoflag Oy:n yleissuunnitelman pohjalta Suomessa uudenlaisen biojalostamon, kiihdytettyyn bakteerien aineenvaihduntaan perustuvan upstream-bioprosessin. Prosessin tuloksena 2,3-butanolikäymisen avulla voidaan tuottaa butanolia, etanolia, asetonia ja vetyä. Lopullisia tuotteita ovat mm. polttoaineet, teolliset kuidut, muovien raaka-aineet, maanparannusaineet, kosmetiikan sekä lääkeaineteollisuuden raaka-aineet. Toinen pilottilaitos, joka perustui kuivamädätysteknologiaan, rakennettiin Saksassa Ostfalia-ammattikorkeakoulun toimesta.

Opinnäytetyön toimeksiantaja oli ABOWE-projekti. Työn tavoitteena oli tehdä prosessille PI-kaavio ja sähköistää pilotti. Työssä on esitelty bioprosessia, biotekniikka ja automaatioratkaisua, koska prosessin ymmärtäminen on olennaista PI-kaavion suunnittelussa ja piirtämisessä. Sähköistys sisälsi sähkösuunnittelun, jakokeskuksen rakentamisen ja sähköasennuksien valvomisen. Työn pääpaino sähköistyksen osalta oli jakokeskuksen suunnittelussa ja keskuksen rakennusvaiheissa. Sähköasennukset ja laitoksen käyttöönottotarkastukset rajattiin työstä pois.

Työn tuloksena kontti sähköistettiin ja biojalostamolle tuotettiin sähkötekninen dokumentaatio sekä PI-kaavio. Dokumentit piirrettiin CADS-suunnitteluohjelmistolla. Biojalostamopilotti valmistui tammikuussa 2014.

Tightening legislation in waste treatment has increased demand for alternative treatment ways. The Baltic Sea Region program was the main financier of the ABOWE project the purpose of which was to implement new innovative ways in waste treatment. The ABOWE project built two mobile pilot plants in containers and piloted by these two selected bioprocesses in organic and biodegradable waste utilization. Based on Finnoflag Ltd’s overall plan, the lead partner of the project, Savonia University of Applied Sciences, built in Finland the novel biorefinery, the upstream bioprocess based on accelerated bacterial metabolism. As a result of this process it is possible to produce butanol, ethanol, ace-tone and hydrogen by 2,3-butanediol fermentation. Final products can be fuels, synthetic fiber, raw material for plas-tic, soil improvement materials, cosmetics and raw materials for pharmaceutical industries. The other pilot process based on dry digestion technology was built by Ostfalia University of Applied Sciences in Germany.

The purpose of this thesis was to produce the piping and instrumentation diagram (P&ID) and electrification of the pilot. The thesis includes the theory of bioprocess, biotechnology and also automation choices of the process. It is essential to know the process thoroughly when planning and drawing the P&ID. Electrification included a general elec-trical wiring design, a distribution box and supervising electrical installations. The thesis focused primarily on the plan-ning and assembling of the distribution box. Electrical installations and the commissioning of the pilot were excluded from the thesis.

The outcome of this thesis was electrical documentation, P&ID. The building of the mobile biorefinery was completed in January 2014.