Docstoc

Executive Summary Soybean oil - PDF

Document Sample
Executive Summary Soybean oil - PDF Powered By Docstoc
					                                        LCA study on enzymatic de­gumming of soybean oil 



                                  Executive Summary: 


Introduction: 
Lecitase Ultra is a phospolipase which is used in the refining of vegetable oil to facilitate the 
removal of phospholipids. Lecitase Ultra was developed for this application based on the 
assumption that an enzymatic process would be advantageous to the conventional chemical 
process (caustic process) both from a cost, an operating and an environmental perspective. 
This document presents a summary of an assessment of the environmental benefits obtained 
from substituting a chemical process with an enzymatic process using Lecitase Ultra. 


Methodology: 
The study is based on the Life Cycle Assessment (LCA) method, which is a generally accepted 
method for assessing the environmental impact of different processes throughout the entire 
lifecycles. An LCA provides the basis for choosing the environmentally most attractive process 
from a number of alternative processes providing the same service. The current assessment is 
in agreement with the ISO 14040 requirements and is based on the principles described by 
Wenzel H. et al (1997). The modelling has been facilitated in SimaPro 6.0 LCA software. The 
study has been reviewed by Henrik Wenzel, Technical University of Denmark. 


Goal and scope: 
The overall objective is to evaluate the environmental impact of substituting the conventional 
caustic process for de­gumming of soybean oil with a process based on application of Lecitase 
Ultra. More specifically the study addresses the environmental consequences based on the 
processes carried out by Bunge Illinois USA at their plant in Morristown. This is a modern plant 
with a capacity of 750 t refined oil per day. The plant has been in operation for almost 2 years. 

The functional unit serving as basis of comparison is the production of 1000 kg refined soybean 
oil meeting the standard specifications for refined soybean oil. 

Five impact categories, for which standardised impact assessment methods exist, have been 
considered:
    · Energy consumption (MJ energy carrier)
    · Global warming potential (kg CO2­equivalents)
    · Acidification potential (kg SO2­equivalents)
    · Eutrophication potential (kg PO4­equivalents)
    · Photochemical ozone creation potential (kg ethylene­equivalents) 
       (smog formation) 


Key assumptions: 
Major assumptions of this study are that:
   · Bleaching and deodorization processes are similar
   · The water degumming process taking place before enzymatic/caustic treatment is 
       similar and consumes insignificant amounts of energy and water
   · Energy consumption of the processing plants are similar (similar process conditions)
   · The value of the waste products as animal feed is similar for the two processes
   · The additional weight of the soap stock from the caustic process is compensated for in 
       the enzyme process by production of an equivalent amount of soybean meal.



                                                                                  05.05.10/KMO 
                                                                                 LCA study on enzymatic de­gumming of soybean oil 




                           Results: 

                           Total changes from substituting caustic process with enzymatic process 
                           (per 1 kg Lecitase Ultra / 32,2 t de­gummed oil): 

                            Impact category                       Caustic process      Enzyme process  Change 
                                                                  (displaced impact)  (induced impact) 
                            Energy consumption                                 ­15200             2330      ­12900 
                            (MJ LHV) 
                            Global warming                                               ­1590                               189                    ­1400 
                            (kg CO2­equivalents) 
                            Acidification                                                 ­17.1                           0,166                         ­17 
                            (kg SO2­equivalents) 
                            Nutrient enrichment                                           ­11.8                            ­0.28                     ­12.1 
                            (kg PO4­equivalents) 
                            Summer smog                                                 ­0.626                          0.0317                     ­0.594 
                            (kg ethylene equivalents) 

                           The impact assessment is based solely on the dissimilarities of the two processes (∆ impacts). 
                           The fact that the enzyme process actually has a beneficial effect regarding nutrient enrichment 
                           can be explained by savings in vegetable oil production (rape seed oil), which contributes 
                           significantly to this impact category. 

                           Evaluation of the importance of the changes: 
                           In order to evaluate the relative magnitude of these changes the results are compared with the 
                           annual average impact – of a world average person (for the global warming) or of a Danish 
                           average person (the other impacts). The results of this normalisation are shown below (for 
                                                      1 
                           1000 t of de­gummed oil). 

                                       Changes of  envi ronm ent al i m pact  f rom  subst it ut i ng a caust i c process w i t h an enzym at i c process 
                                                                                   (1000 t  ref i ned oi l ) 


                             16 
                             14 
     Person equivalents 




                             12 
                             10 
                              8 
                              6 
                              4 
                              2 
                              0 
                                       Energy              Global warmin g                Acidification                 Nut rient                 Su mmer smo g 
                                                                                                                       enrichment 




1 
 For normalisation of energy a reference for world average energy consumption has been used (reference 
2).



                                                                                                                                                   05.05.10/KMO 
                                        LCA study on enzymatic de­gumming of soybean oil 




Explanation of results: 
The single major factor explaining the results is the savings in soybean oil, which in turn saves 
rape seed oil – as rape seed production is determining for oil production on the world market. 
Thus savings in rape seed oil production is responsible for the majority of the reduced 
emissions. For green house gas emissions more than 50% of the reductions stems from 
reduced farming of rape­seed – most importantly due to reduced production of fertilizer. 
Additional benefits stems from displacement of the production of sodium hydroxide and from 
reduced need for waste­treatment of the enzymatic process. The environmental benefits in 
terms of nutrient enrichment are almost exclusively caused by savings in rape seed farming. 
The contribution to the environmental impacts from the enzymatic process mainly originates 
from citric acid which is used in combination with the enzyme. 


Sensitivity analyses: 
Oil yield: 
As oil yield seems to be a major determining factor it is relevant to make a sensitivity analysis 
on this parameter. The study is based on a yield increase of 0.8%, which is what is normally 
achieved by Bunge. The sensitivity analysis shows that even without yield increase the 
enzymatic process is superior for all impact categories considered. 

Transportation: 
No transport of chemicals used in the processes has been included. As the enzyme is 
produced in Denmark and used in Illinois a sensitivity analysis including the transportation of 
the enzyme product has been carried out. The impact of transportation turned out to be 
insignificant. 

Conclusions: 
The application of Lecitase Ultra as an alternative to conventional caustic refining of soybean 
oil has been shown to demonstrate significant environmental advantages. The enzyme process 
is superior to the caustic process for all the considered impact categories. Nutrient enrichment 
is the impact category which benefits the most. 
The benefits are mainly caused by the increased yield of the enzymatic process which drives 
savings and reduced emissions along the whole chain of agricultural processes behind 
soybean oil production. The study illustrates the environmental potential of a more efficient 
utilisation of agricultural raw materials. 
The results are based on the data from a single plant (Bunge’s plant in Morristown) which 
prevent a generalisation of the conclusions.  However, it should be borne in mind that the study 
builds on data realised in big scale production on a continuous basis. In addition the basic 
assumptions are conservative and should represent conditions that many soybean oil 
producers should be able to meet. Thus this study does not take into consideration the 
potential benefits of the enzyme process for the down stream processing and the possibilities 
for up­grading the enzymatic waste. These possibilities remain to be documented in large scale 
production, but they represent opportunities which may further strengthen the environmental 
profile of the enzymatic de­gumming process. 


Documentation:




                                                                                   05.05.10/KMO 
                                      LCA study on enzymatic de­gumming of soybean oil 


The SimaPro 6.0 file containing all the input data and the calculations which has formed the 
basis of this report has been filed as Luna …..together with this summary and the other report 
sheets prepared as a result of this study. 


References: 
1: Wenzel H., Haushild M. and Alting L. (1997): Environmental Assessment of Products. 
Volume 1: methodology, tools and case studies in product development. Second printing, 
Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands 

2: Novozyme standard LCA methodology (internal document)




                                                                                05.05.10/KMO 

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Stats:
views:35
posted:7/17/2010
language:English
pages:4
Description: Executive Summary Soybean oil