This thesis investigates the role of Waste Heat Recovery (WHR) in enhancing the efficiency of Anaerobic Digestion (AD) plants, a critical technology for sustainable energy production from organic waste. Research shows the potential of WHR in maximizing energy output and reducing operational costs within biogas systems. Methodological approaches are employed to model and analyze energy flows within AD systems, enabling an assessment of WHR effectiveness. The research emphasizes the importance of specific fluid characterization, particularly focusing on non-Newtonian fluids, and their impact on heat recovery performance. Detailed investigations into the influences of fiber content and Dry Matter (DM) on viscosity in dairy cow manure are conducted, which are crucial for optimizing heat transfer dynamics in digestate. A viscosity model taking into account the most influential rheological properties of the sludge is created, and key parameters impacting WHR efficiency are identified, leading to calculations of heat recovery rates and an economic analysis that underscores the viability of WHR technologies in practice. The findings reveal significant correlations between operational parameters and heat recovery performance, presenting quantifiable data that support the theoretical framework. The heat recovered with the system analyzed represents almost 50% of the heating demand for fresh manure entering the digester, consequently allowing to save on heating costs, the greatest costs for a AD plant. Conclusively, this work not only reinforces the substantial benefits of integrating WHR systems in AD plants but also highlights critical pathways for future research and development. By contributing to the discourse on renewable energy optimization, this thesis ultimately aims to advance sustainable practices in biogas production and waste management, paving the way for more efficient and environmentally friendly solutions in the energy sector.

Denna avhandling undersöker rollen av värmeåtervinning (WHR) för att förbättra effektiviteten i anaeroba rötningsanläggningar (AD-anläggningar), en avgörande teknik för hållbar energiutvinning från organiskt avfall. Studien belyser potentialen hos WHR för att maximera energiproduktionen och minska driftkostnaderna i biogassystem. Metodologiska angreppssätt används för att modellera och analysera energiflöden inom AD-system, vilket möjliggör en noggrann bedömning av WHR-systemens prestanda. Forskningen betonar betydelsen av specifik vätskekarakterisering, särskilt med fokus på icke-newtonska vätskor och deras påverkan på värmeåtervinningens effektivitet. Detaljerade studier genomförs av fiberinnehåll och torrsubstans (TS) inverkan på viskositeten hos mjölkkors gödsel, vilket är avgörande för att optimera värmeöverföringsdynamiken i digestatet. En viskositetsmodell utvecklas som inkluderar de mest inflytelserika reologiska egenskaperna hos slammet. Nyckelparametrar som påverkar WHR-systemens effektivitet identifieras, vilket leder till beräkningar av värmeåtervinningsgrad och en ekonomisk analys som understryker WHR-teknologiers praktiska lönsamhet. Resultaten visar tydliga korrelationer mellan driftparametrar och värmeåtervinningsprestanda, med kvantifierbara data som stödjer den teoretiska ramen. Värmen som återvinns med det analyserade systemet täcker nästan 50 % av värmebehovet för färsk gödsel som matas in i rötningsanläggningen. Detta medför betydande besparingar i uppvärmningskostnader, vilka utgör en av de största kostnaderna för en AD-anläggning.svis lyfter denna avhandling fram de betydande fördelarna med att integrera WHR-system i AD-anläggningar och identifierar samtidigt kritiska områden för framtida forskning och utveckling. Genom att bidra till optimering av förnybar energi strävar detta arbete efter att främja hållbara metoder inom biogasproduktion och avfallshantering. På så vis banar det väg för mer effektiva och miljövänliga lösningar inom energisektorn.