Flyktiga fettsyror (VFA) är en familj av linjära kortkedjiga föreningar med ett brett utbud av applikationer inom en mängd olika områden. VFA är intermediärer i den anaeroba nedbrytningen av organiska substrat, och anaeroba jäsningsprocesser har studerats brett som ett biobaserat alternativ för VFA-produktion. Dessutom har begreppen resursåtervinning och avfallshantering integrerats i dessa processer genom användning av olika organiskt avfall som substrat. Massa- och pappersslam (PPS på engelska) är en av många kandidater som ska integreras i dessa processer. De höga volymerna avfall som genereras från pappersproduktionsindustrin på 417 miljoner ton per år har traditionellt förbränts, och det paradigmskifte som begreppet resursåtervinning medför kräver en mer effektiv och miljömässigt ansvarsfull hantering av pappersbruksavfall. Detta projekt syftade till att designa en VFA-bioproduktionsprocess i 7-liters kontinuerligt omrörda tankbioreaktorer genom samjäsning av PPS med matavfall, för att bedöma lämpligheten hos PPS som ett möjligt substrat denna typ av process. Robustheten hos den totala VFA-produktionen och VFA-profilerna studerades, effekten av parametrar som pH och organisk belastningshastighet (OLR) observerades, och den alkaliska förbehandlingen av PPS integrerades i processen för att testa dess prestanda. Den pH-kontrollerade reaktorn visade mycket låg produktion (topputbyte på 0.026 g VFA/g VS) och en mycket hög substratsolubilisering (topp på 39,22 g sCOD/L) vid pH 10, medan utbytet toppade vid pH 8 (0,15 g VFA/g VS) med låg substratsolubilisering (för det mesta mellan 10-13 g sCOD/L). Det kontrollerade pH-området (8-10) visade en dominans av ättiksyra (61-63% vid pH 8 och pH 10), följt av propionsyra (18% vid pH 8 och pH 10), med en annan profil vid pH 9 (45% ättiksyra, 18% isovaleriansyra, 13% propionsyra). För att övervinna avväningen mellan utbyte och löslighet sattes en reaktor utan pH-kontroll och förbehandlad PPS upp, med ett avsevärt bättre utbyte (topp vid 0.318 g VFA/g VS) och en variabel VFA-profil. Även om de erhållna utbytena var relativt låga, identifieras de operativa bristerna i processen för att diskutera förbättringar för framtida forskning som syftar till att optimera driftsparametrarna för PPS-baserad VFA-bioproduktion.

Volatile fatty acids (VFAs) are a family of short-chain carboxylic compounds with a wide range of applications in a variety of industries. VFAs are intermediate products in the anaerobic digestion of organic substrates, and anaerobic fermentation processes have been widely studied as a bio-based alternative for VFA production. Furthermore, the concepts of resource recovery and waste management have been integrated into these processes through the use of various organic wastes as substrates. Pulp and paper sludge (PPS) is one of the many candidates to be integrated into these processes. The high volumes of waste generated from the 417-million-tonne-a-year paper production industry have been traditionally incinerated, and the paradigm shift brought by the concept of resource recovery calls for a more efficient and environmentally responsible management of paper mill waste. This project aimed to design a VFA bioproduction process in 7-liter continuously stirred tank bioreactors by co-fermenting PPS with food waste, in order to determine the viability of PPS as a candidate substrate for this kind of process. The robustness of the total VFA production and VFA profiles was studied, the effect of parameters like pH and organic loading rate (OLR) was observed, and the alkaline pre-treatment of the PPS was integrated into the process to test its performance. The pH-controlled reactor showed very low production (peak yield of 0.026 g VFA/g VS) and a very high substrate solubilisation (peak of 39.22 g sCOD/L) at pH 10, while the yield peaked at pH 8 (0.15 g VFA/g VS) with low substrate solubilisation (mostly ranging between 10-13 g sCOD/L). The controlled pH range (8-10) showed a predominance of acetic acid (61-63% at pH 8 and pH 10), followed by propionic acid (18% at pH 8 and pH 10), with a different profile at pH 9 (45% acetic, 18% isovaleric, 13% propionic). To overcome the yield-solubilisation trade-off, a reactor with no pH control and alkaline pre-treated PPS was set up, with a considerably better yield (peaked at 0.318 g VFA/g VS) and a variable VFA profile. Although the yields obtained were relatively low, the operational flaws of the process are identified to discuss improvements for future research aiming to optimise the operational parameters of PPS-based VFA bioproduction.