1 - 16 of 16
rss atomLink to result list
Permanent link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
  • Evegren, Franz
    RISE - Research Institutes of Sweden, Safety and Transport, Safety.
    Fire safety and FRP composite structures in maritime applications2017In: Proceedings of the Energy, Material & Nanotechnology Meeting on Smart & Multifunctional Material - ENM-SMM, 2017Conference paper (Other academic)
  • Evegren, Franz
    RISE - Research Institutes of Sweden.
    Paving the way for lightweight constructions on cruise ships through the LASS-C project2012In: Proceedings of the 2nd International conference on Light Weight Marine Structures, 2012Conference paper (Refereed)
    Abstract [en]

    The LASS-C project, "Lightweight construction of a cruise vessel", expanded the concept of making lightweight structures in SOLAS vessels by considering not only superstructures, glass and internal design, but also elements which are part of the hull girder, affecting the ship's global strength. The existing Panamax cruise ship the Norwegian Gem worked as application case in the project where the uppermost five decks were redesigned in lightweight fibre reinforced polymer composite material. Comparing with the previous design, weight savings calculations showed that about 1 200 tons could be saved in load-bearing structures. FEM simulations showed that the weakening of the global strength from using lightweight structures could be compensated by reinforcing the lower decks, still making the residual weight savings economically interesting. Environmental and economic assessments were carried out from a life cycle perspective, proving the lightweight construction has less impact to surroundings and that additional costs would pay back in 2.5 years. The key issue for building ships in plastic composite, namely fire safety, was addressed by performing a risk assessment in line with the method provided for alternative fire safety design and arrangements in SOLAS II-2/17. A preliminary analysis report for the fire safety design was delivered to the Swedish Flag for approval as part of the project.

  • Evegren, Franz
    et al.
    RISE - Research Institutes of Sweden, Safety and Transport, Safety.
    Rahm, Michael
    RISE - Research Institutes of Sweden, Safety and Transport, Safety.
    Fire protection of FRP composite ship balconies2016In: Proceedings of the 11th International Conference on Sandwich Structures, 2016Conference paper (Refereed)
  • Andersson, Johan
    et al.
    RISE - Research Institutes of Sweden, Bioscience and Materials, Agrifood and Bioscience.
    Nordberg, Åke
    SLU, Uppsala, Sweden.
    Westin, Gunnar
    RISE - Research Institutes of Sweden, Bioeconomy, Processum.
    Askfilter för rening av svavelväte i deponigas2017Report (Other academic)
    Abstract [en]

    Landfill gas is formed under anaerobic conditions in landfills by microbial degradation of organic material. The gas composition can vary, but at Swedish landfills the gas generally consists of 40-60% methane, 30-40% carbon dioxide and 5-20% nitrogen. Hydrogen sulphide (H2S) is a highly toxic and corrosive gas, which occur in landfill gas in varying concentrations, from 10 to 30,000 ppm (equivalent to 0.001 to 3.0%). It is desirable that the landfill gas is used for electricity and/or heat production, but to do that there is a need to clean the gas to reach <200 ppm H2S. High levels of H2S increases wear on the engine/boiler and thus the frequency of servicing. This leads to expensive maintenance costs, and ultimately shortens the economic life of the plant. To reduce corrosion, it is common to adjust the flue gas temperature, but this also leads to a lower efficiency and thus reduces the energy utilization of the gas. In some cases the gas concentration of H2S is judged to be too high to be used for energy production at all. In 2015, approximately 53 GWh of landfill gas was flared in Sweden, which in many cases is due to problems with high levels of H2S.

     

    Cleaning of landfill gas from H2S leads to several values; the gas energy is used efficiently, maintenance and service costs of the engines/boiler are reduced, and emissions of acidifying sulphur dioxide from combustion of landfill gas decreases. There are commercial cleaning technologies for H2S but they are expensive, both in terms of capital cost and operating cost. Thus, there is a need to develop new cost efficient cleaning technologies that improve the economic outcome at landfills and that enables landfill gas with high H2S concentrations to be utilized for valuable energy transformation.

     

    RISE (formerly JTI – Swedish Institute of Agricultural and Environmental Engineering) together with SLU develops new, potentially cost-efficient methods for upgrading biogas to fuel quality. One of the methods is based on the gas passing through a bed of moist ash (a so-called ash filter), where carbon dioxide and H2S are fixed. The hypothesis of this project was that ashes originating from the incineration of waste, recycled waste wood etc., can be used to clean the high levels of H2S in landfill gas. This type of ashes will usually be disposed of in landfills anyway and if the treatment effect is good, it would generate synergy effects in the form of the ash first being used to clean landfill gas from sulphur before it is used as a construction material at landfills.

     

    This project performed two trials in pilot scale at a Swedish landfill with very high concentration of H2S, approximately 15,000 ppm. Different gas flow rates were studied (0.7 to 7.6 m3 / h), while the volume of ash used were similar in the two trials, 0,37 m3. The concentration of H2S in the cleaned gas was consistently very low during treatment, < 10 ppm at low gas flow rates and < 200 ppm at high gas flow rates. Two types of ash were investigated and both proved to have very good capacity to fix H2S, 44-61 g H2S/kg dry ash. In comparison with literature values, there is only one study showing an uptake capacity in the same order. Other studies report an order of magnitude lower uptake capacity.

    Based on the experimental results, the technical and economic potential for an ash filter as the cleaning method was assessed. The calculations were made for various typical landfills to cover the different range of landfills. For normal sized landfills with gas flow rates of 100-1 000 m3/h and H2S concentrations between 100 and 1 000 ppm, the amount of ash needed is 10-130 tons of dry ash per year. For the special case where the H2S concentration is extremely high, the amount of ash increases and a plant with 15 000 ppm H2S and a gas flow rate of 200 m3/h requires approximately 800 tons of dry ash per year. However, overall modest amounts of ash is required and considering all Swedish landfills the requirement of ash would be only 0.2-0.3% of the annual production of ash in Sweden.

     

    The economic calculations show that the ash filter is a competitive method for removal of H2S. For the special case of extremely high levels of H2S, it turned out that the cost of the ash filter is approximately 20% lower in comparison with the cheapest feasible conventional cleaning technology on the market. Also for the cleaning of landfill gas at more normal levels of H2S, the ash filter is competitive. At low gas flow rates (100 m3/h), the ash filter is clearly competitive compared to literature values for conventional cleaning technologies. The economy of scale seems to be higher for the conventional cleaning technologies, and consequently the difference between the cost of ash filter cleaning and other technologies is less at higher gas flow rates.

     

    The low treatment cost of the ash filter reveals opportunities for landfills that currently do not clean the gas from H2S. During the project 15 Swedish landfills was contacted and none of these reported any form of H2S cleaning. When using cleaning, the landfill gas can be used effectively, i.e. reduced flaring, increased efficiency of electricity and heat production with reduced wear on boilers and combustion equipment as well as reduced emissions of sulphur into the atmosphere, which also reduces the potential odour problems around the landfill.

     

    For further development, the design of an ash filter module prototype at full-scale is important. Furthermore, the treated ashes should be analysed for leaching characteristics, storability and usability as construction materials or as cover landfills along with an assessment of the overall environmental impact. Further tests at full scale should be made at other landfills with various gas flow rates and H2S concentrations to verify the performance of the conducted pilot tests.

  • Tidåker, Pernilla
    et al.
    RISE - Research Institutes of Sweden, Bioscience and Materials, Agrifood and Bioscience.
    Landquist, Birgit
    RISE - Research Institutes of Sweden, Bioscience and Materials, Agrifood and Bioscience.
    Ekosystemtjänster på mjölkgårdar: Förekomst, indikatorer och åtgärder2017Report (Other academic)
    Abstract [sv]

    Ekosystemtjänster definieras som de nyttigheter som människor erhåller från eko-systemen. Syftet med denna studie är att ge Arla ett kunskapsunderlag för att de i sitt fortsatta hållbarhetsarbete ska kunna synliggöra mjölkbondens roll som förvaltare av ekosystemtjänster. Målen är att beskriva hur mjölkgårdar bidrar till viktiga ekosystem-tjänster, identifiera lämpliga indikatorer för dessa och föreslå och diskutera konkreta åtgärder för att stärka ekosystemtjänster. Mjölkgårdar med betande djur, stor andel flerårig klövergräsvall, småbiotoper och betesmarker är viktiga för många av jordbrukets ekosystemtjänster som exempelvis pollinering, kolinlagring, markbördighet och estetiska och kulturella värden. Mjölkgårdar har därför ett gynnsamt utgångsläge jämfört med till exempel renodlade växtodlingsgårdar. Att vårda och restaurera naturbetesmarker är särskilt angeläget eftersom de är artrika, en del av vårt kulturarv och viktiga för pollinerande insekter. Arlabönder är viktiga för deras fortsatta hävd eftersom drygt 15 procent (och kanske nära 20 procent) av Sveriges betesmarker finns på Arlagårdar. Det finns goda möjligheter att ta fram indikatorer utifrån lättillgängliga uppgifter från gården och statistik. I rapporten har vi listat ett stort antal åtgärder som enskilda mjölkgårdar kan göra för att stärka ekosystemtjänster. För att anpassa dessa till lokala förhållanden som råder på gården kan individuella skötselplaner utformas.

  • Lindberg, Siv M.
    et al.
    RISE, Innventia.
    Edström, Karin
    RISE, Innventia.
    Tholander, Hanna
    Grari, Mirjam
    Aktivt åldrande - induviduellt anpassade måltidslösningar för hälsa och livskvalitet hos äldre: Förpackningskoncept2017Report (Other academic)
    Abstract [sv]

    Användardriven förpackningsdesign har varit fokus i arbetspaket 4. Detta har bland annat inneburit enkätstudier med över 90 seniorer i samarbete med PRO, etnografiska studier i hemmamiljö samt hanteringsstudier och fokusgrupper där förpackningar har testats och utvärderas. Konceptutvecklingen har således skett iterativt med slutanvändare och förfinats med hjälp av vunna konsumentinsikter. Även lärdommar från litteraturen och nyutgiven standard för lättöppnade förpackningar har legat till grund för arbetet. En ledstjärna har varit att måltiden är en social aktivitet som delas med andra, förpackningen och dess innehåll bör tilltala alla 5 sinnen och locka till aptit. Projektet har därför fokuserat både på funktionalitet och upplevelsen av måltiden. Viktiga insikter som tagits hänsyn till är förpackningens hanterbarhet, i synnerhet öppningsaspekten som påverkas av såväl den äldres handstyrka och fingerfärdighet samt storlek och utformning på förpackningens greppyta. Förpackningen bör vidare intuitivt förklara hur den ska användas (öppnas, värmas etc), och information bör ges med så lite text som möjligt. Genomtänkt textstorlek och kontrast är viktigt för att den äldre ska kunna ta till sig informationen på förpackningen.Insikterna från studierna har implementerats i förpackningskoncept för huvudmål, dessert och mellanmål I samarbete med arbetspaket 5 har förpackningarna modulanpassats efter gastronormsystemet för att möjliggöra skalbarhet och därmed optimal effektivitet i distributionskedjan.

  • Malgeryd, Johan
    et al.
    Karlsson, Stig
    Rodhe, Lena
    RISE, SP – Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, JTI Institutet för Jordbruks- och Miljöteknik.
    Salomon, Eva
    Lönsam stallgödselhantering: teknik, växtnäringshushållning, kvalitet och ekonomi2002Report (Other academic)
    Abstract [sv]

    För att inte skada miljön måste växtnäringen i stallgödseln tas tillvara och återföras

    till de odlade grödorna. Skälen till att använda stallgödsel är dock fler. Dyrare

    mineralgödsel och ekonomiskt kärvare tider har bidragit till att det ur ekonomisk

    synvinkel blivit mer intressant att använda stallgödsel som växtnäringskälla.

    JTI har, på uppdrag av SLA, sammanställt sin stallgödselforskning, bland annat med

    utgångspunkt från lantbruksföretagarens behov och frågeställningar. Hur kan man

    utnyttja växtnäringen optimalt? Hur ska gödseln lagras? Vilken utrustning och tidpunkt

    är lämpligast för spridning? Vilka givor ger bäst avkastning och kvalitet på

    gröda? Vad kostar jordpackningen och hur kan den minimeras?

    Här förmedlas konkreta tips och råd kring stallgödselhantering.

  • Löfkvist, Klara
    RISE - Research Institutes of Sweden.
    Växtskyddsmetoder för flygande sorgmyggor och vattenflugor2016Report (Other (popular science, discussion, etc.))
    Abstract [sv]

    För att kunna bekämpa sorgmyggor och vattenflugor effektivt måste metoder som bekämpar både larverna och de vuxna individerna användas. De biologiska metoder som finns utvecklade idag fungerar vanligtvis bra men om skadetrycket ökas behöver insatser som bekämpar de vuxna flugorna och myggorna sättas in. Push-pull metoden med repellerande pepparmintsolja i kombination med gula attraherande klisterskivor sänkte signifikant skadetrycket av sorgmyggor på den behandlade odlingsytan. Vid belysning av klisterskivorna med LED ljus uppnåddes dock inte en ökning av klisterskivornas reducerande effekt.

    Att bekämpa vuxna sorgmyggor och vattenflugor med hjälp av gula klisterskivor fungerar väl om antalet per kvadratmeter ökas till 1 klisterskiva per 2 m2 odlingsyta. Ännu effektivare blir metoden om klisterskivorna placeras horisontellt i direkt anslutning till substratet. Detta är en metod som fungerar väl både för sorgmyggor och vattenflugor och är alltså inte artspecifik vilket gör den till en attraktiv metod då det vanligtvis förekommer både vattenflugor och sorgmyggor i odlingar med angrepp.

  • Löfkvist, Klara
    et al.
    RISE - Research Institutes of Sweden, Bioscience and Materials, Agrifood and Bioscience.
    Nielsen, Jonas Möller
    Klimatstyrning - en viktig del i en växtskyddsstrategi2016Report (Other (popular science, discussion, etc.))
    Abstract [sv]

    Det finns en stor potential i att optimera växthusklimatet inte bara efter växternas tillväxt utan även så att klimatet skapar optimala förutsättningar för ett fungerande växtskydd. Genom att styra klimatet med fokus på ett integrerat växtskydd kan flera fördelar uppnås. Styrningen kommer dock att bli komplex då det är flera aspekter som behöver tas hänsyn till. Klimatets påverkan på svampangrepp är mera känt än dess betydelse för insekter. I detta sammanhang har därför i första hand klimatets betydelse för insekter varit i fokus. Samtliga klimatregimer och dess inflytande på den totala växtskyddsbilden behöver dock utvecklas särskilt då det gäller insekter då detta område är relativt nytt och endast fragmenterade forskningsinsatser finns.

    Följande områden har stor potential att utvecklas med hjälp av rätt klimatstyrning:

     En kraftig dynamisk klimatstyrning kan minska inflygning av skadegörare till följd av minskad lucköppning och dessutom kan behovet av kemisk tillväxtreglering hållas nere.

     Om klimatfaktorerna såsom maximal dagtemperatur, nattemperatur, tillåtet fuktighetsintervall, mörkerperiod, ljusintensitet, ventilationsintervall samt luftrörelserna anpassas till såväl skadegörare som nyttodjurs optimum för överlevnad och förökning kan behovet av kemiska växtskyddsinsatser minskas.

     Klimatet kan också användas för att sanera växthusen genom att utnyttja exempelvis solarisation eller andra metoder som ökar temperaturen vilket missgynnar skadegörarna.

     Om rätt klimatstyrningsinsatser görs kan appliceringstekniken förbättras eftersom insekters vilja att flyga ökar vid ökad temperatur och möjligheten att träffa dessa ökar därför om temperaturen höjs då växtskyddsmedel appliceras.

     En optimerad klimatstyrning som även fokuserar på att styra klimatet efter det biologiska växtskyddets klimatbehov kan skapa en viktig bas för ett integrerat växtskydd i växthus.

  • Palme, Anna
    et al.
    Chalmers, Gothenburg, Sweden.
    Peterson, Anna
    Chalmers, Gothenburg, Sweden.
    de la Motte, Hanna
    RISE - Research Institutes of Sweden, Bioeconomy, Biorefinery and Energy.
    Theliander, Hans
    Chalmers, Gothenburg, Sweden.
    Brelid, Harald
    Södra Innovation, Väröbacka, Sweden..
    Development of an efficient route for combined recycling of PET and cotton from mixed fabrics2017In: Textiles and Clothing Sustainability, ISSN 2197-9936, Vol. 3, no 4Article in journal (Refereed)
    Abstract [en]

    Most textile waste is either incinerated or landfilled today, yet, the material could instead be recycled through chemical recycling to new high-quality textiles. A first important step is separation since chemical recycling of textiles requires pure streams. The focus of this paper is on the separation of cotton and PET (poly(ethylene terephthalate), polyester) from mixed textiles, so called polycotton. Polycotton is one of the most common materials in service textiles used in sheets and towels at hospitals and hotels. A straightforward process using 5–15 wt% NaOH in water and temperature in the range between 70 and 90 °C for the hydrolysis of PET was evaluated on the lab-scale. In the process, the PET was degraded to terephthalic acid (TPA) and ethylene glycol (EG). Three product streams were generated from the process. First is the cotton; second, the TPA; and, third, the filtrate containing EG and the process chemicals. The end products and the extent of PET degradation were characterized using light microscopy, UV-spectroscopy, and ATR FT-IR spectroscopy, as well as solution and solid-state NMR spectroscopy. Furthermore, the cotton cellulose degradation was evaluated by analyzing the intrinsic viscosity of the cotton cellulose. The findings show that with the addition of a phase transfer catalyst (benzyltributylammonium chloride (BTBAC)), PET hydrolysis in 10% NaOH solution at 90 °C can be completed within 40 min. Analysis of the degraded PET with NMR spectroscopy showed that no contaminants remained in the recovered TPA, and that the filtrate mainly contained EG and BTBAC (when added). The yield of the cotton cellulose was high, up to 97%, depending on how long the samples were treated. The findings also showed that the separation can be performed without the phase transfer catalyst; however, this requires longer treatment times, which results in more cellulose degradation.

  • Kalsson, Stefan
    et al.
    RISE - Research Institutes of Sweden, Built Environment, Building Technology.
    Wondraczek, Lothar
    Otto Schott Institute of Materials Science, Friedrich Schiller University of Jena, Germany.
    Ali, Sharafat
    Department of Built Environment and Energy Technology, Linnæus University, Sweden.
    Jonson, Bo
    Department of Built Environment and Energy Technology, Linnæus University, Sweden.
    Trends in Effective Diffusion Coefficients for Ion-exchange Strengthening of Soda Lime Silicate Glasses2017In: Frontiers in Materials, E-ISSN 2296-8016, Vol. 4, no 13Article, review/survey (Refereed)
    Abstract [en]

    Monovalent cations enable efficient ion exchange processes due to their high mobility in silicate glasses. Numerous properties can be modified in this way, e.g., mechanical, optical, electrical or chemical performance. In particular, alkali cation exchange has received significant attention, primarily with respect to introducing compressive stress into the surface region of a glass, which increases mechanical durability. However, most of the present applications rely on specifically tailored matrix compositions in which the cation mobility is enhanced. This largely excludes the major area of soda lime silicates (SLS) such as are commodity in almost all large-scale applications of glasses. Basic understanding of the relations between structural parameters and the effective diffusion coefficients may help to improve ion-exchanged SLS glass products, on the one hand in terms of obtainable strength and on the other in terms of cost. In the present paper, we discuss the trends in the effective diffusion coefficients when exchanging Na+ for various monovalent cations (K+, Cu+, Ag+, Rb+ and Cs+) by drawing relations to physico-chemical properties. Correlations of effective diffusion coefficients were found for the bond dissociation energy and the electronic cation polarizability, indicating that localization and rupture of bonds are of importance for the ion exchange rate.

  • Salomon, Eva
    et al.
    RISE - Research Institutes of Sweden, Bioscience and Materials, Agrifood and Bioscience.
    Spörndly, Eva
    Sveriges lantbruksuniversitet, Uppsala, Sweden.
    Markstabiliserande material för att hindra trampskador på hårt belastade betesytor2017In: Vallkonferens 2017. Konferensrapport. 7–8 feb, Uppsala. Sveriges lantbruksuniversitet. Institutionen för växtproduktionsekologi. Rapport 22. / [ed] Nilsdotter-Linde, N. & Bernes, G. (reds.)., Uppsala: Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), Institutionen för växtproduktionsekologi , 2017, 52-55 p.Conference paper (Other academic)
    Abstract [sv]

    En utvärdering av olika markstabiliserande material visade att den armerade mattan knappt påverkades alls av kotrafik under fyra betessäsonger och tre vintrar däremellan. Om mattan håller isju år blir den lika prisvärd som bark eller krossad sten. Barkbädden höll under rådande förhållanden inte mer än två år, men kan vara ett prisvärt material om man har egen tillgång på bark och lägger på ny bark då bädden uppvisar tendens att kollapsa. Det kan innebära att man får lägga på bark mer än en gång under varje betessäsong. Det krossade stenmaterialet hade efter två betessäsonger liknande antal gropar (framräknat med ett s.k. gropindex) som försöksleden med matta samt det där inga åtgärder vidtogs (kontrollen). Att inte göra någon åtgärd alls har fungerat vid rotationsbete där vegetationen haft möjlighet att återetablera sig. Samtidigt var det tydligt att en yta blev trampskadad då korna passerade den under en regnig period i augusti.

  • Jacobsson, Mikael
    RISE - Research Institutes of Sweden, Built Environment, CBI Swedish Cement and Concrete Research Institute.
    Betongskador i vattenverk2016Report (Other academic)
    Abstract [sv]

    Rapporten ger en översikt över betongskador i svenska vattenverk. Den presenterar bilder på typiska betongskador, hur de kan uppstå och var man kan hitta dem i vattenreningsprocessen. Den ska inspirera vattenverkens personal att lägga märke till betongskador i tid. Detta för att undvika mycket genomgripande reparationer av allvarligare skador i framtiden. Betong är det i särklass vanligaste materialet i svenska vattenverk. Det är mycket hållfast, men det finns det flera kemiska och fysikaliska processer som påverkar materialet negativt. Nedbrytningen av betongen kan ses på bassängernas sidor, både våta och torra. Men det är inte helt ovanligt att skador uppstår även inuti en betongkonstruktion utan att det syns på utsidan. Oavsett var skadorna börjar kan tillsynes obetydliga betongskador göra att konstruktionens bärighet försämras avsevärt. De flesta vattenverk lider av likartade betongskador. Yterosion och urlakning av betongytan är de vanligaste formerna av synliga betongskador på den våta sidan. På den torra sidan är det vanligare med armeringskorrosion, sprickbildning och läckage. De skador som är vanligast inuti en betongkonstruktion är expansion, korrosion och svartrost. Svartrost bildas när armeringsjärn korroderar under syrefattiga förhållanden. Den expanderar inte på samma sätt som annan rost utan kan fylla ut håligheter i betongen utan att det syns på ytan. De inre skadorna är särskilt allvarliga eftersom det kan vara svårt att observera dem utan att det görs en utförlig tillståndsbedömning. Inre skador kan på sikt göra att hela konstruktionens bärighet går förlorad. Därför är det viktigt att regelbundet låta undersöka betongkonstruktionerna. Projektet genomfördes av CBI Betonginstitutet, som utför åtskilliga tillståndsbedömningar på betongkonstruktioner i Sverige varje år. I många fall visar det sig att konstruktionerna är i relativt dåligt skick. Troligen beror det på att de flesta skador utvecklas mycket långsamt och gradvis. Dessutom är vattenverkspersonalen inte alltid medveten om hur betongskador kan se ut eller hur allvarliga de kan vara. Om medvetenheten hos personalen höjdes skulle troligen många betongskador upptäckas tidigare och reparationer skulle kunna sättas in innan skadorna har blivit allvarliga och kostsamma att åtgärda. Även om en skada upptäcks behöver den inte alltid repareras direkt. I stället bör man om man hittar en skada låta en betongexpert utföra en tillståndsbedömning på konstruktionen. Det innebär att man undersöker omfattningen av konstruktionens skador, om de behöver repareras omedelbart eller senare, vilken form av reparation som bör utföras och med vilka material. Man kan också få rekommendationer om hur den reparerade konstruktionen kan skyddas i fortsättningen. Om en reparation inte behöver utföras direkt bör i stället konstruktionen övervakas med vissa tidsintervall.

  • Jannasch, Anna-Karin
    et al.
    RISE - Research Institutes of Sweden, Built Environment, Energy and Circular Economy.
    Willquist, Karin
    RISE - Research Institutes of Sweden, Built Environment, Energy and Circular Economy.
    EN KUNSKAPSSYNTES OM ELEKTROBRÄNSLEN FRÅN BIOLOGISKA PROCESSER2017Report (Refereed)
    Abstract [sv]

    Sverige har som mål att ha 100% förnybar kraftproduktion år 2040. Detta skall uppnås genom attbl.a. kraftigt bygga ut den intermittenta kraftproduktionen med t.ex. vindkraft. En ökad andel vindkraftställer dock krav på en ökad tillgång av energilagring och balans- och/eller reglerkraft. Detfinns också andra svenska högt uppsatta miljö- och klimatmål samt ambitioner såsom fossiloberoendetransportsektor 2030, ett koldioxidneutralt samhälle 2045 och att Sverige skall bli ledande påatt ta hand om och återanvända sitt avfall i en cirkulär ekonomi.Kombinationen power-to-gas och biogasproduktion kan på olika sätt bidra till att nå samtliga ovanbeskrivna mål genom att göra det framtida elsystemet flexiblare samtidigt som tillgänglig biomassa,t.ex. gödsel och biologisk nedbrytbart avfall, utnyttjas mer effektivt för ökad produktion avförnybara drivmedel och/eller kemikalier från samma mängd biogassubstrat. Konceptet bygger påatt omvandla billig förnybar el, via elektrolys, till vätgas (dvs. power-to-gas) som tillåts reagera vidaremed koldioxiden i rå biogas via s.k. elektrobränsleprocesser.Det finns idag både termokemiska och biologiska elektrobränsleprocesser för metanproduktion.Det finns också biologisk gasfermentering för produktion av flytande elektrobränslen, t.ex. bioalkoholer.Bland biogasproducenter finns idag ett växande intresse för de olika elektrobränsleprocessernaeftersom de på sikt skulle kunna ge mer lönsamma, produktflexibla och mindre marknadskänsligabiogasanläggningar. Den allmänna uppfattningen hos den svenska biogasbranschen ärdock att det är svårt att på ett lättillgängligt sätt få grepp om vad den teknoekonomiska prestandanoch mognadsgraden för de olika elektrobränsleprocesserna idag är, särskilt vad gäller de biologiska.Denna kunskapssyntes syftar till att tillgodose detta behov och innefattar elektrobränsleprocessernain-situ och ex-situ metanisering samt biologisk gasfermentering, samt med termokemisk metaniseringsom referensprocess. Möjligheten att kombinera elektrobränsleprocesserna med och/ellerersätta konventionell biogasuppgradering undersöks och diskuteras också. De huvudsakliga slutsatsernai studien summeras nedan.Genom att utnyttja billig el och elektrobränsleprocesser i kombination med koldioxidöverskott frånbiogasproduktion kan metanproduktionen från en och samma mängd substrat öka upp till det dubbla.Samtidigt kan konventionell biogasuppgradering för biometanproduktion slopas under förutsättningatt tillräcklig mängd vätgas finns tillgänglig. Den stora utmaningen för denna process ärdock kostnaden och det finns behov av fortsatt FoU inom området för att elektrobränsleprocessernaskall kunna bli ett kostnadsekonomiskt alternativ för svenska biogasproducenter.Av de undersökta elektroprocesserna är termokemisk metanisering den mest mogna tekniken(Technology Readiness Level, TRL=7-8). Processen bygger på termokatalytisk omvandling och äreffektiv, generar högvärdig värme och kan ersätta konventionell biogasuppgradering förutsatt tillgångpå tillräcklig mängd vätgas. Processen är dessutom snabb och reaktorerna som placeras nedströms(ex-situ) biogasreaktorn är kompakta. En primär utmaning med processen är dock att katalysatorernaär känsliga för vanligt förekommande biogasföroreningar (t.ex. svavel), vilket gör attuppströms gasrening krävs. En annan utmaning är att processen sker vid hög temperatur (300-700°C) och tryck (vanligtvis ≤20 bar) vilket medför att uppstartstiden från kallt tillstånd blir relativtlång (timmar). Processen har slutligen relativt låg tolerans mot svängningar i gaskvalité (H2:CO2)och variationer i temperatur vilket medför att uppströms vätgaslager behövs vid intermittent drift.Vid biologisk metanisering (in-situ och ex-situ) omvandlas koldioxid och vätgas till metan medhjälp av mikroorganismer. Ingen katalysator behövs och mikroorganismerna är självproducerande.Reaktionen sker vanligtvis vid atmosfärstryck och låg temperatur (37-60°C). Tack vare den lågadrifttemperaturen är uppstartstiden från kallt tillstånd snabb (minuter). Processerna har, i motsatstill termokemisk metanisering, också mycket hög tolerans mot gasföroreningar (sulfider) och ingeneller mycket begränsad uppströms gasrening krävs.I likhet med termokemisk metanisering är ex-situ biologisk metanisering effektiv och kan ersättakonventionell biogasuppgradering. Till skillnad mot termokemisk metanisering är processen tolerantmot svängningar i gassammansättning (H2:CO2) och kan köras intermittent utan uppströmsvätgaslager. Processen är däremot långsam och kräver betydligt mer voluminösa reaktorer (10-1000 ggr större än vid termokemisk). Ex-situ biologisk metanisering är mindre mogen än termokemiskmetanisering (TRL=6-7).Vid In-situ metanisering tillförs vätgasen direkt till rötningskammaren och önskvärd metaniseringsker parallellt med biogasprocessen. Detta innebär att inte behöver investera i någon separat kostsammetaniseringsreaktor. Nackdelen är att det finns begränsade möjligheter till att ändra och optimeradriftbetingelserna (T, p, omrörning) mot metaniseringsprocessen utan att störa rötningsprocessen.Omvandlingseffektiviteten blir därför betydligt lägre än för ex-situ metanisering (från 52till 75% metanhalt har som bäst demonstrerats) och processen kan inte ersätta konventionell biogasuppgradering.En annan utmaning är att processen är känslig för vätgasinhibering vilket innebäratt vätgaslager behövs uppströms rötningskammaren vid intermittent drift. Mognadsgraden är lägreän för både termokemisk och ex-situ biologisk metansiering (TRL=4-5).Biologisk gasfermentering ökar flexibiliteten hos en biogasanläggning och kan minska risken avinvesteringen eftersom processen kan anpassas till marknadsdrivkrafter. Flexibiliteten begränsasdock av kostnaden för produktuppgraderingen där etanol t.ex kräver dyrare och en annan typ avuppgradering än vad t.ex långa fettsyror gör. I jämförelse med metanisering är det en fördel medproduktion av flytande bränslen när en anläggning ligger långt från en existerande gasinfrastruktur.Idag produceras främst etanol kommersiellt, men forskning och utveckling för produktion av långafettsyror och butanediol pågår. Dessa produkter har ett högre marknadsvärde och medför en merkostnadseffektiv uppgradering. Teknikutvecklingen och kommersialiseringen har utgått från fermenteringav syngas från förgasning och koldioxid från stålindustrin. Produktionen av koldioxidfrån svenska biogasanläggningar uppskattas vara ca en tiondel för låg för att en kostnadseffektivetanolproduktion skall kunna vara möjlig. Processen bedöms därför vara den minst mogna av deundersökta alternativen (TRL=2-4). I övrigt är gasfermentering en biologisk process som inneharliknande fördelar och utmaningar som beskrivits ovan för biologisk ex-situ metanisering.

  • Scheepers, Gerhard
    et al.
    RISE - Research Institutes of Sweden, Bioeconomy, Biobased Materials.
    Nilsson, Jonaz
    Institutionen för skog och träteknik, Linnéuniversitetet, Växjö, Sweden.
    Johansson, Jimmy
    Institutionen för skog och träteknik, Linnéuniversitetet, Växjö, Sweden.
    Mätning av ytspänningar i torkat gran med NIR2017Report (Other academic)
    Abstract [en]

    In sawmilling, a lot of timber properties are measured online in the sorting and grading of dried timber. This may include moisture content, shape, and a host of other parameters. An important wood property that cannot be measured online is drying stresses, although it is an important parameter for many customers. Since the destructive test methods for stress determination are time consuming, no high frequency routine measurement of the internal stresses is done.

    In literature, there are a few examples of near infrareds (NIR) capability to detect surface stresses along the fiber direction. There is also an example of stress measurements across the grain on a Japanese wood specie during drying, however, these measurements were always done on a tangential surface. It is unknown whether NIR prediction models can predict surface tension and stress measurements across the grain of dried Norway spruce with varying characteristics, i.e. material from different logs, heart- or sapwood, different year ring orientations, etc. If the technique cannot handle the variation in material properties, such as occurs in a sawmill environment, this means that a simple NIR measurement would not be sufficient to predict the surface tension in industry.

    This study investigated whether surface stresses in mechanically loaded as well as dried spruce samples with varying material properties can be predicted by NIR models. The measurement data from some mechanically loaded samples showed a correlation between the predicted and actual stress values, but many other samples showed no correlation. Moreover, the data for a single sample could show a good correlation, but the prediction could be at an incorrect stress level.

    As for the dried samples, NIR models were good at separating the conditioned and non-conditioned samples, but had no predictive power concerning the stress level. The models used to predict the stress level in mechanically loaded samples, were also used to predict the stress in the dried samples, but there was no correlation between the measured strain and the predicted stress level. Therefore, it is concluded that there are no clear indication that NIR measurements can be used in an industrial application for predicting the surface stress level of dried Norway spruce boards.

  • Yarahmadi, Nazdaneh
    et al.
    RISE - Research Institutes of Sweden, Built Environment, Energy and Circular Economy.
    Vega, Alberto
    RISE - Research Institutes of Sweden, Built Environment, Energy and Circular Economy.
    Jakubowicz, Ignacy
    RISE - Research Institutes of Sweden, Bioscience and Materials, Chemistry, Materials and Surfaces.
    Livslängd för fjärrvärmerör: Fas 1 - Nedbrytningsmekanismer2017Report (Other academic)
    Abstract [sv]

    Dagens standard för prefabricerade fjärrvärmerör SS-EN253 innehåller olika testmetoder och krav där ett av de viktigaste är kravet på livslängd på minst 30 år vid en kontinuerlig driftstemperatur på 120 °C. Bestämningen av tekniska livslängden är baserad på mätningar av förändringar i skjuvhållfastheten efter accelererad termisk åldring. Den beräknade livslängden för ett fjärrvärmerör är baserad på extrapolering med hjälp av Arrhenius ekvation. Det finns en stor enighet kring uppfattningen att Arrhenius modellen inte ger en god överensstämmelse med de observerade åldringsdata och att det följaktligen saknas tillförlitliga metoder för livslängdsbestämning av fjärrvärmerör. Trots många forskningsrapporter finns det fortfarande skilda teorier om hur snabbt PUR-isoleringar bryts ner och vilka nedbrytningsmekanismer som dominerar. Syftet med det här projektet är att kartlägga de komplicerade sambanden och förstå vilka nedbrytningsprocesser som dominerar under olika betingelser och utifrån denna kunskap utveckla tillförlitliga metoder för livslängdsprediktering.

    Allt testmaterial utgjordes i denna studie av polyuretan (PUR) cellplastisolering som togs ut från nytillverkade fjärrvärmerör. Accelererad åldring genomfördes i luft och i kväveatmosfär vid 150 °C för upp till 8 veckor. Det visade sig att exponering i kväveatmosfär inte orsakar någon mätbar förändring av egenskaper. En motsvarande åldring i luft orsakar däremot stora förändringar i både dimensioner, viktförlust och färg. IR (infraröd) analys kunde också bekräfta att materialet bryts ner genom termo-oxidativa processer. Termo-oxidativ nedbrytning syns också i analyser av cellgassammansättningen. Materialet efter åldring i luft innehåller betydligt mindre halt cyklopentan samtidigt som fyra nya flyktiga ämnen kunde detekteras. Trots alla indikationer på materialets termo-oxidativa nedbrytning har böjhållfastheten inte förändrats hos materialet. Detta måste utredas vidare för att kunna förklara mekanismer bakom resultatet.

    Förutom beständighetsstudier av PUR materialet genomfördes långtidsåldring av fjärrvärmerör vid olika temperaturer. Resultaten av skjuvhållfasthet mätningar indikerar att det åtminstone finns tre olika faser i nedbrytningsprocessen. Initialt sjunker hållfastheten troligen på grund av fysikaliska effekter orsakade av de höga temperaturerna. Därefter ökar skjuvhållfastheten troligen beroende på sidoreaktioner och fortsatt tvärbindning. Det tredje steget är en termo-oxidativ nedbrytning som såsmåningom leder till förlust av vidhäftningen. Även värmeledningsförmågan ökar betydligt som ett resultat av nedbrytningsprocesser. Det finns behov av ytterligare forskning för att kunna föreslå en ny modell för livslängdsberäkningar baserade på experimentella resultat.

v. 2.24.0