Restaarde Circulair II

Waarom dit project? 

Vooraleer aardappelen verpakt worden of verwerkt tot aardappelproducten in de fabriek, wordt de aarde die nog aan de toegeleverde aardappelen kleeft, de zogenaamde restaarde, bij aardappelverwerkers afgezeefd of weggewassen. In de mate van het mogelijke wordt deze aarde terug meegegeven aan de telers. Daarbij is het evenwel praktisch onmogelijk om te garanderen dat een teler enkel eigen grond terug meekrijgt. Daar deze restaarde plantschadelijke organismen (in het bijzonder aaltjes en propagules van het onkruid knolcyperus) kan bevatten kunnen deze zich via het teruggavesysteem van restaarde verspreiden, wat jaarlijks tot nieuwe besmettingen bij telers leidt. 

Ogenschijnlijk eenvoudige oplossingen om deze restaarde vrij te krijgen van deze organismen, zoals stockage gedurende 10 jaar of langdurige onderwaterzetting in waterbekkens of polders zijn in onze regio technisch moeilijk te realiseren. Een interessante benadering is om restaarde bij de verwerkers procesmatig zodanig te behandelen dat de erin aanwezige schadelijke organismen afgedood worden. 

Een eerder uitgevoerd Flanders’ FOOD project “Restaarde Circulair”, bracht experimenteel het potentieel van industriële microgolfverwarming naar boven, terwijl ook wervelbedverhitting naar voor geschoven kon worden als mogelijks geschikte technologie. 

Onderzoeksaanpak en resultaten

Het vervolgproject Restaarde Circulair II was een collectief onderzoeks-, ontwikkeling- en disseminatieproject (type COOCK) waarbij de mogelijkheden van thermische restaardebehandeling met het oog op een fytosanitair veilige en landbouwkundig volwaardige terugstroming ervan naar de landbouw, verder onderzocht werden. 

De focus lag hierbij op het afdoden van cystenaaltjes en (propagules van) knolcyperus. Voor beiden werden de minimaal vereiste afdodingscondities bepaald (temperatuur-tijdcombinaties).

In de studie naar de industriële implementatie van thermische restaardebehandeling ging de aandacht aanvankelijk uit naar microgolf- en wervelbedverhitting. Gaandeweg verschoof de onderzoeksfocus echter naar een andere benadering, namelijk verhitting op basis van een schroefwarmtewisselaarsconcept. Dit, omdat bij piloot- en laboschaal experimenten bleek dat microgolf- en wervelbedverhittingstechnologieën voor restaardebehandeling een aantal tekortkomingen hebben om in industriële context geïmplementeerd te worden. In een techno-economische benchmarkstudie werden de werkingskosten (€ per kg aarde) met inachtname van operationele kosten en investeringskosten voor microgolf-, radiofrequentie (RF)- en schroefwarmtewisselaarverhitting bepaald bij capaciteiten van 500 en 3750 kg/h. Aangezien schroefwarmtewisselaarverhitting ook flexibiliteit biedt in de keuze van energiedrager, werd de verwerkingskost voor de schroeftransporteur bepaald bij gebruik van zowel gasverbranding, als van een warmtepomp en een elektrische boiler.  

Gebaseerd op testen op testschroeftransporteurs die bij leveranciers beschikbaar waren en de inzet van computationeel experimenteel werk (testen en ontwikkelen van fysische transportmodellen en evaluatie ervan met CFD simulaties), werd een industrieel relevant schroefwarmtewisselaar prototype, geschikt om restaarde te verhitten aan de vereiste afdodingscondities, ontworpen.

De prototype opstelling waarmee proof-of-concept testen werden uitgevoerd bestond uit 2 schroefwarmtewisselaars die in serie waren geplaatst om voldoende warmte-uitwisselend oppervlak te bekomen. Ze werd geplaatst en aangesloten (op het elektriciteits- en stoomnetwerk) bij één van de begeleidingsgroepleden om de industriële toepasbaarheid te testen en de afdoding van nematoden en knolcyperus in reële restaarde te valideren. Samengenomen toonden de experimentele resultaten van het project aan dat verhitting van restaarde een effectieve manier is om zowel cystenaaltjes als knolcyperus af te doden. Het is voornamelijk een kwestie om hierbij een schroefontwerp met genoeg warmte-uitwisselend oppervlak te gebruiken zodat de restaarde tot de vereiste minimumtemperatuur kan verhit worden.  

Doelgroep

Dit projectresultaten zijn relevant voor alle bedrijven met een restaardeproblematiek. Dit zijn in eerste instantie de verwerkers van aardappelen en suikerbieten maar ook van bepaalde types groenten (wortelgewassen, uien,…). Daarnaast kunnen de droge thermische behandelingen die in het project onderzocht werden model staan voor het fytosanitair veilig stellen van potgrond en bodemverbeteraars.  

Bij een positief resultaat zal gekend zijn hoe restaarde, die beladen is met schadelijke organismen (met focus op cystenaaltjes en knolcyperus), thermisch behandeld dient te worden om deze organismen af te doden waardoor deze restaarde op een fytosanitair veilige manier terug naar het veld kan gebracht worden. Dit zal leiden tot nieuwe investeringen bij verwerkende bedrijven, hun duurzaamheid en economische positie versterken en resulteren in een positief effect op de teelten in onze regio.

Projectpartners 

Dit project werd beheerd en gecoördineerd door Flanders’ FOOD en uitgevoerd door volgende partners: 

• UGent, Vakgroep Elektromechanica, Systeem- en Metaalengineering: onder begeleiding van Prof. Steven Lecompte en Dr. ing. Kenny Couvreur
• UGent, Vakgroep Plant en Gewas: onder begeleiding van Prof. Benny De Cauwer 
• Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO), Eenheid Plant: onder begeleiding van Prof. Nicole Viaene 
• Bodemkundige Dienst van België: onder begeleiding van Prof. Annemie Elsen