Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniversitet, 2005. / Härtill 4 uppsatser.

Introduktion: Torra ögon (DES) och Sjögrens syndrom (SjS) är inflammatoriska sjukdomar som drabbar ögonen. DES drabbar tårkörtelns funktionella del vilket ger ögonsmärta och suddig syn. SjS är en kronisk autoimmun sjukdom som ger skada på tår- och salivproducerande körtlar. Det leder till kliniska symtom i form av mun- och ögontorrhet. Essentiella fettsyror bildar proinflammatoriska och antiinflammatoriska cytokiner som kan hjälpa vid behandling av dessa sjukdomar. Metod och syfte: En litteraturstudie genomfördes för att ta reda på om fleromättade fetter kan lindra symtomen vid SjS och DES. Resultat: Resultaten för studierna visade resultat på OSDI, Schirmers test, BUT, IL-17, tårosmolaritet, tårvolym, ostimulerat salivflöde, stimulerat salivflöde, sonderingsdjup, PGE1, van Bijstervelds poäng och flourscein infärgning. Diskussion: Resultatet visar signifikanta skillnader för vissa doser av n-3 och n-6. Det som skiljer resultaten åt är de olika doserna av fettsyror samt vad dess placebokontroller intog. OSDI visade främst skillnader på de patienter med DES men endast på en grupp med SjS som intog n-3 för behandling av torr mun. Schirmers test och BUT visade en ökning hos patienterna med mild och måttlig DES men inte på patienterna med SjS. Patienterna med SjS visade förbättringar på stimulerat salivflöde och OSDI för torr mun samt PGE1 nivåer och flourscein infärgning samtidigt som en del studier inte visade några signifikanta förbättringar på några mätvariabler. Det kan grunda sig i intaget av fettsyror, sjukdomstillstånd eller längden på behandling. Slutsats: En del personer kan få förbättrade symtom av att inta n-3 eller n-6 tillskott men skillnaderna är inte alltid statistiskt signifikanta för studierna. / Introduction: Dry eye syndrome (DES) and Sjögren ́s syndrome (SjS) are inflammatory diseases that affect the eyes. DES affects the lacrimal glands functional unit, causing eye pain and blurred vision. SjS is a chronical autoimmune disease that causes damage to tear and salivary glands. It leads to clinical symptoms in the form of mouth and eye irritation. Essential fatty acids form pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines that can help in the treatment of these diseases. Method and purpose: A literature study was performed to study if essential fatty acids can relieve the symptoms of DES and SjS. Results: The results for the studies showed results on OSDI, Schirmer ́s test, BUT, IL- 17, tear osmolarity, tear volume, unstimulated salivary flow, stimulated salivary flow, depth of probing, van Bijsterveld ́s score and flourscein staining. Discussion: The result shows significant differences for certain doses of n-3 and n-6. What separates the results are the different doses of fatty acids and what their placebo controls took. OSDI showed major differences in patients with DES but only in one group of patients with SjS who took n-3 for treating dry mouth. Schirmer ́s test and BUT showed an increase in patients with mild and moderate DES but not in patients with SjS. Patients with SjS showed improvements in stimulated salivary flow, dry mouth OSDI, PGE1 levels and flourscein staining, while some studies did not show any significant improvements in any measurement variables. It may be due to the intake of fatty acids, disease states or the length of treatment. Conclusion: Some people may get improved symptoms of taking n- 3 or n-6 supplements, but the differences are not always statistically significant for the studies.

Diabetes has caused many deaths worldwide but can be combated at least partially by diet and physical activity. The gut microbiome shows correlation with both type 1 and type 2 diabetes, has modulatory effects on the immune system and implicates brain functions through the gut-brain axis, in part by microbial metabolites. Diet has long been known to impact the microbiome but exercise has gained interest within the last decade, with studies mostly done on rodents and athletes with somewhat positive results on its modulation of the microbiome. This literature study aims to evaluate whether exercise can influence the microbiome for healthy, prediabetic, and diabetic cohorts and what this might mean for host health. The database PubMed was searched for articles in January 2021 and inclusion criteria yielded 7 articles for review. These differed in methods, cohorts, and exercise interventions, and therefore cannot grant any strong evidence but indicate along with previous research that exercise affects the microbiome, with slight differences in responses depending on the individual’s current state and exercising methods. / Diabetes har orsakat många dödsfall världen över men kan bekämpas åtminstone delvis med hjälp av diet och fysisk aktivitet. Tarmens mikrobiom har visats korrelera med både typ 1 och typ 2 diabetes, har reglerande effekter på immunsystemet och inverkar på hjärnfunktioner genom tarm-hjärna-axeln, delvis via metaboliter från mikroberna. Det har länge varit känt att mat kan påverka mikrobiomet, men träning har också väckt intresse över det senaste årtiondet med studier som fokuserat mest på möss och atleter med någorlunda positiva resultat för dess förändring av mikrobiomet. Denna litteraturstudie syftar till att undersöka om träning kan ha effekt på mikrobiomet hos såväl friska människor som prediabetiker och diabetiker, och vad detta kan betyda för hälsan. En litteratursökning gjordes i databasen PubMed i januari 2021 som efter sortering enligt inkluderande kriterier gav 7 artiklar för granskning. Dessa använde olika metoder, undersökta grupper och träningsupplägg, vilket försvårar jämförelser men indikerar i linje med tidigare forskning att träning påverkar mikrobiomet, med en del skillnader i resultat beroende på individens status och träningsupplägg.

Bakgrund: Astma är en inflammationssjukdom i luftvägarna, och en av de vanligaste kroniska sjukdomarna hos barn globalt sett. Vanligast är astma hos barn mellan 3 och 15 år, men hälften av alla barn som diagnostiserats med astma som barn har även betydande besvär upp i vuxen ålder. För en del av populationen har inte traditionell läkemedelsbehandling någon effekt, varför alternativa behandlingsmetoder så som omega-3 tillskott bör undersökas. Syfte: Syftet med innevarande litteraturstudie var att kartlägga om det finns evidens för om omega-3 tillskott kan användas i förebyggande eller symtomlindrande syfte hos barn (0–18 år) som löper hög risk för att utveckla astma eller som är diagnostiserade med astma. Metod: Studien utformades som en systematisk litteraturstudie. Litteratursökningar har genomförts i databaserna Pubmed, CINAHL och Medline. Sökningarna bestod av sökblocken astma, barn eller ungdomar och omega-3 tillskott/omega-3 fettsyror. Resultat: Denna studie inkluderar fem RCT-studier med syftet att undersöka om omega-3 tillskott kunde förebygga astma eller minska symtomen av astma hos barn, totalt 939 barn med astma har studerats i de fem studierna. Fyra studier påvisade att omega-3 tillskott till barn med astma inte har någon klinisk relevans medan en studie påvisade att klinisk relevans fanns. Slutsats: Denna systematiska litteraturstudie resulterade i att det inte finns någon evidens för att omega-3 tillskott skulle verka förebyggande eller symtomlindrande för barn med astma. RCT-studierna som inkluderats i denna systematiska litteraturöversikt är mycket heterogena och därför behövs vidare forskning på omega-3 tillskotts kliniska relevans. / Background: Asthma is an inflammatory disease in the airways, and is one of the most common chronic diseases in children globally. Asthma is most common in children between 3 to 15 years of age, but 50 % of children diagnosed with asthma as a child also have significant problems as adults. For some part of the population traditional drug treatment has no effect, indicating that alternative treatment methods, such as omega-3 supplements, should be investigated further. Aim: The aim of the current literature study was to investigate if there is any evidence of whether omega-3 supplements can be used for preventive or symptom-relieving purposes in children (0-18 years of age), who are at high risk of developing asthma or who have been diagnosed with asthma. Methods: The study was designed as a systematic review. Literature searches have been conducted using the Pubmed, CINAHL and Medline databases. The searches consisted of the search blocks asthma, children or adolescents and omega-3 supplements/omega-3 fatty acids. Results: This study includes five RCT studies that was aimed to investigate whether omega-3 supplements could prevent asthma or reduce the symptoms of asthma in children, a total of 939 children with asthma have been studied in the five studies. Four studies showed that omega-3 supplements for children with asthma have no clinical relevance, while one study showed that clinical relevance existed. Conclusion: This systematic review proved that no evidence for omega-3 supplements treatment, for preventive or symptom relieving purposes, in children with asthma exists. The RCT studies included in this systematic review are very heterogeneous and therefore further research on the clinical relevance of omega-3 supplement is needed.

Detta arbete undersöker förhållandet mellan kvalitetsparametrar i frityrolja, såsom halten fria fettsyror (FFA), anisidinvärdet (AV) och %TPM (Total Polar Materials) samt Agtronvärdet hos köttbullar efter fritering. Kvalitetsparametrar hos frityrolja, såsom primära och sekundära oxidationsprodukter, kan mätas för att utvärdera oljans kvalitet då nivåerna ofta ökar i samband med oljans användning. Primära oxidationsprodukter, såsom peroxider, kan mätas med hjälp av ett så kallat peroxidvärde (PV) och sekundära oxidationsprodukter, såsom aldehyder, kan mätas med hjälp av anisidinvärdet. Analys av %TPM och FFA är exempel på andra metoder för att mäta kvaliteten hos en olja då polariteten ökar i takt med oljans användning. Halten FFA i oljan undersöktes med hjälp av titrering med natriumhydroxid och %TPM mättes med hjälp av mätinstrumentet Testo 270. Agtronvärdet hos köttbullarna mättes med hjälp av instrumentet Agtron E30FP, som använder IR-teknologi för att bestämma färgen på en produkt. Resultaten visade att halten FFA, AV och %TPM i frityroljan ökade med tiden under samtliga fyra produktionsdagar. Hypotesen att produkten bör vara mörkare, det vill säga att Agtronvärdet bör vara lägre vid produktionens slut jämfört med början stödjs av resultaten från två av fyra produktionsdagar. Slutsatsen drogs att det fanns skillnader i oljans sammansättning, med hänsyn till FFA, AV och %TPM vid produktionsdagens slut jämfört med start. Däremot kunde ingen tydlig koppling ses mellan dessa förändringar och en minskning av Agtronvärdet hos köttbullarna över tiden. Ytterligare studier behövs således för att kunna dra en slutsats kring sambandet mellan kvalitetsparametrar i frityrolja och färgen på det friterade livsmedlet. / This study examines the relationship between quality parameters of frying oil, such as Free fatty acids (FFA), the Anisidine Value (AV) and Total Polar Materials (%TPM), as well as the Agtron Value of meatballs after deep frying. Quality parameters in frying oil, such as primary and secondary oxidation products, measure the quality of the frying oil since levels increase with the use of the oil. Primary oxidation products, such as peroxides, can be measured by the Peroxide Value (PV) and secondary oxidation products, such as aldehydes, can be measured by the Anisidine Value. Analysis of %TPM and FFA are other methods to measure the quality of an oil, since the polarity increases as the oil is used for frying. The instrument Testo 270 was used to measure %TPM in the oil and FFA was determined by titration with sodium hydroxide. The Agtron E30FP instrument was used to determine the Agtron Values of the meatballs, wich used IR technology to determine the color of the product. Results showed that the FFA, AV and %TPM of the oil increased over time in all four production days. It was expected that the product should be darker, that is, the Agtron Value should be lower at the end of production compared to the beginning, but this was only seen in two out of four production days. It was concluded that there are differences in the composition of the oil, with regard to FFA, AV and %TPM at the end of the production day compared to the beginning of the day, but no clear connection was seen between these changes and a decrease in the Agtron Value of the meatballs over time. Further studies are needed to be able to draw a conclusion about the relationship between quality parameters of frying oil and the color of the fried food.

The gap between resource demand for the industrialized world and non-renewable feedstock like fossil fuels, essential agricultural fertilizer is getting increasingly severe, which has resulted in alarming-increasingly impacts on worldwide environmental problems. Meanwhile, wastewater treatment plants (WWTPs), as an essential facility for urbanization, is also confronting new rising challenges such as energy consumption and operation costs rather than only improving effluent wastewater quality. It is thereby important to develop new approaches for next-generation WWTPs with less energy consumption and costs in a sustainable way. The objective was to study the application of volatile fatty acids (VFAs) from waste as an external carbon source on denitrification by manometric tracking method in the lab-scale. Food waste and primary sludge were used for anaerobic fermentation to produce VFAs, which was then used as a sole external carbon source with various C/N ratio in denitrification batch test. The results were compared with traditional external carbon sources, acetate and methanol. It was found that the maximum denitrification rate with VFAs as an external carbon source was 15.73 ± 0.95 mg NOx-N/g VSS h, faster than those with acetate and methanol as external carbon sources. When C/N ratio ≥ 4.5 nitrate removal efficiency and the highest maximum denitrification rate were reached, the optimum C/N ratio for dosing VFAs as an external carbon source was thus determined as 4.5. In addition, denitrification capacity experiments with addition of VFAs produced from three different pH-controlled digestion reactors as an external carbon source were then conducted under an optimum C/N ratio of 4.5. As a result of the composition difference between VFAs produced from different pH environment, it was observed that, with VFAs from pH-10 digestion reactor denitrification rate was slightly higher than those with VFAs from pH-5 and none-pH-controlled digestion reactors. Furthermore, denitrification batch test using chemical tracking method was conducted to compare with manometric tracking method, and it was proven that the results obtained from manometric denitrification tests were reliable and valid. The overall results show that VFAs produced from anaerobic fermentation are an excellent external carbon source for denitrification, and it realizes the utilization of carbon resource recovery from WWTPs, which is crucial for next-generation wastewater treatment. / Klyftan mellan resursefterfrågan i den industrialiserade världen och icke-förnybar råvara som fossila bränslen, essentiell jordbruksgödsel, blir allt svårare, vilket har resulterat i oroväckande effekter på globala miljöproblem. Samtidigt står avloppsreningsverk (ARV), som är en viktig anläggning för urbanisering, inför nya ökande utmaningar som energiförbrukning och driftkostnader snarare än att förbättra kvaliteten på renat avloppsvatten. Det är därmed viktigt att utveckla nya strategier för nästa generations ARV med mindre energiförbrukning och kostnader på ett hållbart sätt. Målet var att studera tillämpningen av flyktiga fettsyror (VFA) från avfall som en extern kolkälla i denitrifikation med manometrisk metod i laboratorieskala. Matavfall och primärslam användes för anaerob rötning för att producera VFA, som sedan användes som en extern kolkälla med olika C/N-förhållanden i denitrifikationstest. Resultaten jämfördes med traditionella externa kolkällor, acetat och metanol. Det visade sig att maximal denitrifikationskapacitet med VFA som extern kolkälla var 15,73 ± 0,95 mg NOx-N/g VSS h, snabbare än de med acetat och metanol som extern kolkälla. När C/N-förhållandet ≥4,5 uppnåddes högsta nitratborttagningseffektivitet och maximala denitrifikationskapacitet, varför det optimala C/N-förhållandet för dosering av VFA som extern kolkälla bestäms som 4,5. Dessutom genomfördes experiment med denitrifikationskapacitets med tillsats av VFA producerat från tre olika pH-kontrollerade rötningsreaktorer som externa kolkällor under ett optimalt C/N-förhållande av 4,5. Som ett resultat av kompositionsskillnaden mellan VFA producerade från olika pH-miljöer, det observerades att med VFA från pH-10 kontrollerad reaktor denitrifikationskapacitet var något högre än med VFA från pH-5 och en icke-pH-kontrollerad reaktor. Vidare utfördes denitrifikationstest med användning av kemisk metod för jämförelse med manometrisk metod, och det visades att resultat erhållna från manometrisk denitrifikationstest var tillförlitliga och giltiga. De övergripande resultaten visar att VFA som produceras från anaerob rötning är en utmärkt extern kolkälla för denitrifikationsprocessen, vilket betyder att utnyttjandet av kolresursåtervinning från AVR är avgörande för nästa generations avloppsrening.

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are a group of bioplastics, which are produced through microorganisms. They are accumulated in granules inside bacteria’s cell cytoplasm and serve as an energy reserve. Moreover, PHAs are completely biodegradable and biocompatible biopolyesters, which make them to suitable materials for medical applications and replace conventional petrochemical plastics. However, it is not economically feasible to produce PHAs yet, as it is four to nine times as expensive as to produce fossil fuel-based plastics. In order to reduce the price, it is possible to use waste streams rich in carbon and mixed cultures as microorganisms, which was applied in this thesis work. In this study, PHAs were synthesized from a volatile fatty acid (VFA) mixture rich in hexanoic acid, which was produced by anaerobic digestion of waste streams. To be able to obtain the maximum PHA content, the experimental work was separated into a selection phase and a production phase respectively. During the selection step, enrichment of the mixed culture took place during 50 days altering feast/famine cycles. The production phase was then conducted in a fed-batch cultivation to accumulate as much PHAs as possible, while utilizing the enriched mixed culture.  The selection phase was seen as successful since the quantity of synthesized PHA increased with time. Solely polyhydroxybutyrate (PHB) was formed during this period. The specific consumption rates for the hexanoic acid and acetic acid were almost the same in this phase (0.10 g hexanoic acid/(g volatile suspended soilds (VSS),h) and 0.11 g acetic acid/(g VSS,h)), which suggests that the consumption of these majoritarian fatty acids was simultaneous. However, the determined consumption rate for butyric acid was approximately solely half of the values for hexanoic acid and acetic acid. The highest PHA yield obtained in the enrichment phase was 0.26 g PHB/g VFA.  In the production phase, the highest achieved PHA content was 31.4 % of VSS, which was obtained after five hours. Both PHB and polyhydroxyvalerate (PHV) were formed in this phase, even though the quantity of accumulated PHB dominated with its approximately 97 weight-%. / Polyhydroxialkanoater (PHA:er) är en grupp bioplaster som produceras med hjälp av mikroorganismer. De ackumuleras inuti granulater som finns i bakteriers cellcytoplasma, och används som en energireserv. PHA:er är dessutom fullständigt bionedbrytbara och biokompatibla biopolyestrar, vilket gör dem till lämpliga material att applicera inom medicinska preparat och för att ersätta konventionella petrokemiska plaster. Det är däremot inte ekonomiskt fördelaktigt att producera PHA:er än så länge, då det är fyra till nio gånger dyrare att producera än i jämförelse med att producera plaster från fossila bränslen. Ett tillvägagångssätt för att reducera priset är genom att applicera kolrikt avfall som råmaterial och en blandad kultur av mikroorganismer. Det var detta som tillämpades i detta examensarbete vid PHA produktionen. I denna studie syntetiserades PHA:er från en blandning av flyktiga fettsyror rik på hexansyra, som framställts av avfall genom anaerobisk digestion. Det experimentella arbetet delades in i två faser: en selektionsfas och en produktionsfas. Detta för att kunna erhålla högsta möjliga PHA innehåll. Den blandade kulturen av bakterier berikades under selektionsfasen genom applicering av alternerande svält/frossa cykler i 50 dagar. Produktionsfasen utfördes därefter i en så kallad ”fed-batch odling” för att ackumulera högsta möjliga kvantitet av PHA, med hjälp av den berikade kultur blandningen.  Selektionsfasen ansåg vara lyckad, då mängden ackumulerad PHA ökade med tiden. Endast polyhydroxibutyrat (PHB) producerades under berikelsefasen. De erhållna specifika konsumptionshastigheterna för hexansyra och ättiksyra var i samma storleksordning (0.10 g/(g flyktiga suspenderade ämnen, h) respektive 0.11 g/(g flyktiga suspenderade ämnen, h)), vilket tyder på att förbrukningen av dessa fettsyror skedde samtidigt. Konsumptionshastigheten för butansyra var däremot endast cirka hälften av hastigheterna för hexansyra samt ättiksyra. Det högsta PHA-utbytet beräknades till 0.26 g PHB/g flyktiga fettsyror. Det högsta PHA-innehållet som erhölls i produktionsfasen var 31.4 % av de flyktiga suspenderade ämnena, vilket uppmättes efter fem timmar. Både PHB och polyhydroxivalerat (PHV) bildades under denna fas, även om mängden ackumulerad PHB dominerade med 97 vikt-%. / <p>I och med COVID-19 presenterades examensarbetet via zoom</p> / Carbon Neutral Next Generation Wastewater Treatment Plants

Biodiversity is a key component for life on Earth since it contributes to clean water, fresh air and food security. Today, fatty fish farmed in aquaculture is the main Omega 3 source consumed by humans, including the essential fatty acid docosahexaenoic acid (DHA). DHA origin from plants and accumulate in fish via the marine food web. Therefore, DHA in the form of fish oil is often added to fish feed used in aquaculture. This process is dependent on fossil energy and marine raw materials, which infer increased global warming, damage to ecosystem and ultimately loss of biodiversity. In order to reduce the environmental impact, the essential fatty acid could instead be derived from the marine primary producer of DHA: microalgae. In this thesis, a life cycle approach was used to assess global warming, use of fossil fuels and Ecosystem damage when DHA is produced by the microalgae Crypthecodinium Cohnii. The environmental impact was modelled using SimaPro 9 and assessed with CML-IA and ReCiPe Endpoint. In this model, volatile fatty acids derived from dark fermentation of food waste was used as feedstock to the algae. The studied systems consisted of two parallel scenarios, one conventional food waste-to-biogas with DHA from fish oil and one conceptual food waste-to-DHA with DHA from algae oil. The aim was to evaluate the future potential of DHA produced from algae, by assessing and comparing environmental impact to DHA produced from Peruvian anchovy. For every ton DHA produced by microalgae the assessed impact was -1.9E+02 tonCO2e, -1.9 TJ and 9.7E-04 species.yr. DHA produced by microalgae using VFA from food waste was shown to mitigate global warming and reduce use of fossil fuels. The most important conclusion show that DHA from algae infer 37% lower biodiversity loss in comparison to DHA from Peruvian anchovy. Thus, DHA from microalgae could reduce dependency on marine raw material and decrease biodiversity loss. / Biodiversitet är en nyckelkomponent för liv på jorden eftersom det bidrar till rent vatten, frisk luft och säker livsmedelsproduktion. Idag är fet fisk odlad i vattenbruk den viktigaste källan till Omega 3 som konsumeras av människor, inklusive den essentiella fettsyran dokosahexaensyra (DHA). Då DHA härstammar från växter och ackumuleras i fisk via den marina näringskedjan, tillsätts DHA ofta till fiskfoder i form av fiskolja. Denna process är beroende av fossil energi och marina råmaterial, som leder till ökad global uppvärmning, skadar naturliga ekosystem och orsakar förlust av biologisk mångfald. För att minska miljöpåverkan skulle den essentiella fettsyran istället kunna produceras från den marina primärproducenten av DHA: mikroalger. I detta examensarbete användes livscykelanalys för att utvärdera miljöpåverkan med avseende på global uppvärmning, användning av fossila bränslen och påverkan på biodiversitet, då DHA produceras av mikroalgen Crypthecodinium Cohnii. Flyktiga fettsyror, VFA, som bildas vid mörk fermentering av matavfall användes som råmaterial till algerna. De studerade systemen bestod av två parallella scenarier, en konventionell matavfall-till-biogas med DHA från fiskolja och en konceptuell matavfall-till-DHA med DHA från algolja. Systemet modellerades i SimaPro 9 och miljöpåverkan beräknades med CML-IA och ReCiPe Endpoint. Syftet var att utvärdera DHA som produceras från alger genom att beräkna miljöpåverkan och jämföra med DHA producerad från peruansk ansjovis. För varje ton DHA producerat av mikroalger var påverkan -1.9E+02 tonCO2e, -1.9 TJ och 9.7E-04 arter per år. DHA producerad av mikroalger där VFA från matavfall använts som näring, visade sig minska den globala uppvärmningen, reducera användningen av fossila bränslen och innebar 37% lägre förlust av biologisk mångfald jämfört med DHA producerad från peruansk ansjovis. Denna studie visade därmed att DHA från mikroalger kunde minska beroendet av marina råmaterial och minska förlusten av biologisk mångfald.

Municipal wastewater treatment plants (WWTP) are important infrastructural components in a society and also important for sustainability. In a WWTP the most common treatment configuration is mechanical, biological, and chemical treatment of the wastewater. The treatments reduce nutrients and organic matter before the water is transferred to the recipient. During wastewater treatment, sludge is produced and then stabilized in an anaerobic digestion (AD) process.  The Käppala Association operates the third largest WWTP in Sweden. In the future the Käppala plant is expecting an increased number of connected households and also stricter sludge hygienization regulations. This implies that current strategies for the WWTP have to be developed. One idea has been to use a thermophilic AD process instead of mesophilic AD.Thermophilic AD has previously been shown to have higher capacities, lower hydraulic retention times (HRT) and increased pathogenic destruction compared to their mesophilic counterpart. A common negative aspect for a thermophilic process has been process instability.  In this study a 5 m3 pilot plant rented from Research Institutes of Sweden (RISE) was used to evaluate maximal organic loading rate (OLR) for a stable thermophilic AD process using mixed sludge as substrate. Four HRT were chosen, and each HRT was maintained for 3 retention times. Laboratory analyzes of the raw and digested sludge and on-line monitoring were performed regularly to collect information about process stability and efficiency. The pilot plant was controlled through a surveillance system where operating parameters were introduced. The main objectives of this study were to investigate how an increase of OLR affected pH, alkalinity, and volatile fatty acid (VFA) content and also how the alkalinity and VFA affected the process stability. Gas composition, gas production, degree of digestion (DD) and foaming were also investigated throughout this study. Results showed that VFA initially increased, and alkalinity decreased when every OLR increase occurred. The VFA and alkalinity returned to lower values after the process was given time to recover during constant OLR. The OLR increase caused slight variations in process pH but not enough for process failure. Increased OLR did not seem to have a large impact on the DD since it seemed to remain between 40-50% throughout the entire study. Composition monitoring showed an increased hydrogen sulfide content in the gas as a consequence of increased OLR. An OLR increase also lead to a volumetric gas production (VGP) and volumetric methane production (VMP) increase while efficiency of the AD process was seen to decrease when evaluating specific gas production (SGP) and specific methane production (SMP). The conclusion of the study was that a stable thermophilic AD process using mixed sludge as substrate could be operated with an OLR of 6.55 ± 0.06 kg VS m-3d-1and a HRT of 7 days. Maximal OLR for a stable thermophilic AD process was never achieved due to the process remaining relatively stable the entire experimental period. The process recovered from signs of instability during all HRT-transition times indicating it can maintain all investigated OLR. / Kommunala avloppsreningsverk är en viktig infrastruktur i ett samhälle och även viktigt för hållbarheten. I ett avloppsreningsverk renas spillvatten genom mekaniska, biologiska och kemiska behandlingar processteg. Behandlingarna minskar näringsämnen och organiskt material innan vattnet rinner ut i recipienten. Vid rening av avloppsvatten erhålls slam. Slammet kan användas som substrat för en anaerobisk nedbrytningsprocess. Käppalaförbundet driver det tredje största reningsverket i Sverige. I framtiden förväntas antal anslutna hushåll till reningsverket att öka samt strängare slamhanteringskrav appliceras. Detta innebär att nuvarande slamstrategi måste utvecklas. En idé är att tillämpa en termofilrötnings process. En termofil rötningsprocess har visat sig ha högre kapacitet, lägre uppehållstider och ökad patogen reduktion i jämförelse med en mesofil rötning. En nackdel med termofil rötning är den försämrade processtabiliteten.  I denna studie har en 5 m3 pilotanläggning inhyrd från RISE använts för att utvärdera den maximala organiska belastningen för en stabil termofil rötningsprocess med blandslam som substrat. Fyra uppehållstider valdes och varje uppehållstid hölls tre gånger. Regelbundna analyser av rå och rötslam utfördes för att erhålla information om process stabilitet och effektivitet. Pilotanläggningen styrdes genom ett människa-maskingränssnitt där driftparametrar matades in. Huvudmålen för studien var att se hur en ökning av organisk belastning påverkade pH, alkaliniteten och halt av flyktiga fettsyror samt att undersöka alkalinitetens och halten av flyktiga fettsyrors påverkan på processtabiliteten. Påverkan av en ökad organisk belastning på gas sammansättning, gasproduktion, rötningsgrad har även undersökts. Resultaten visade att flyktiga fettsyror initialt ökade och alkaliniteten minskade vid en belastnings ökning. Flyktiga syror och alkalinitet återgick till mer stabila värden efter processen fick återhämta sig vid en konstant belastning. Belastningsökningen orsakade små variationer i pH värdet men inte tillräckligt för att orsaka processkollaps. En ökad belastning verkade inte ha någon större påverkan på rötningsgraden då den låg runt 40–50% hela rötningsperioden. Skumutvecklingen visade sig inte heller vara ett problem. Resultaten visade även att väte sulfid ökade i gasen när en belastningsökning gjordes. Den volymetriska gas och metan produktionen ökade vid en ökad OLR medan specifika gas och metan produktionen minskade. Slutsatsen var att en stabil termofil rötningsprocess av blandslam kan drivas med en organisk belastning på 6.55 ± 0.06 kg VS m-3d-1 och en uppehållstid på 7 dagar. Maximal belastning för stabil termofil rötningsprocess uppnåddes dock ej då processen förblev relativt stabil under alla undersökta uppehållstider. Processen återhämtade sig även efter tecken på instabilitet vilket indikerar att AD processen kan behålla stabilitet vid de undersökta belastningar.

Innovativa teknologier, produkter och processer krävs på grund av marknadens ökande behov av bioprodukter med låga koldioxidavtryck. Idén att producera flyktiga fettsyror via biologiska processer, främst genom anaerob fermentering med blandkulturer, har återupplivats på grund av den omfattande exploateringen av oljeresurser. Målet för denna studie var att utvärdera kvaliteten och livskraften för produktion av flyktiga fettsyror från enkla substrat. Flyktiga fettsyror-generering undersöktes i ett satsvis syrafermenteringssystem för tre enkla substrat (olja, stärkelse, och gelatin). Vi visade att ett initialt surt pH var fördelaktigt för acidogenes och den totala genereringen av flyktiga fettsyror för alla tre substraten. Den högsta produktionseffektiviteten av flyktiga fettsyror uppnåddes och flyktiga fettsyror genomgick evolutionär utveckling med blandad kulturfermentering som kördes vid ett initialt surt pH på 5,0. 7933,08 mg COD/L smörsyra producerades från stärkelse vid pH 3,87 på dag 15, vilket var den högsta nivån. Smörsyra och ättiksyra var de dominerande produkterna i det initiala sura pH-värdet 5. Alla tre substraten i batch-reaktorer visade högt produktionsutbyte av ättiksyra och smörsyra. Vid lågt initialt pH var propionsyra den vanligaste syratypen i olja. / Innovative technology, products, and processes are required because of the market's rising need for bioproducts with low carbon footprints. The concept of producing volatile fatty acids (VFAs) via biological processes, primarily through anaerobic mixed culture fermentation, has been revived because of the extensive exploitation of oil resources. The goal of this study was to evaluate the quantity and efficiency of VFA production from simple substrates. The generation of VFA was examined using a batch type acid fermentation system for three simple substrates (oil, starch, and gelatin). We showed that an initial acidic pH was advantageous for acidogenesis and the total generation of VFAs for all three substrates. The VFA production efficiency was achieved and underwent evolutionary development with mixed culture fermentation (MCF)  tests running at an initial acidic pH of 5.0. 7933.08 mgCOD/L butyric acid were produced from starch at pH 3.87 at day 15, which was the highest level. Butyric and acetic acids were the predominant products in the initial acidic pH 5. All the three substrates in reactors showed high VFA production yield of acetic acid and butyric acid. At low initial pH, propionic acid was the most prevalent acid type in oil.