Παραγωγή βιοαιθανόλης από διατροφικά απορρίμματα

Θεοδωροπούλου, Μαρία; Theodoropoulou, Maria

dc.contributor.author	Θεοδωροπούλου, Μαρία	el
dc.contributor.author	Theodoropoulou, Maria	en
dc.date.accessioned	2016-08-26T10:00:53Z
dc.date.available	2016-08-26T10:00:53Z
dc.date.issued	2016-08-26
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43383
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12387
dc.rights	Default License
dc.subject	Βιοαιθανόλη	el
dc.subject	Διατροφικά απορρίμματα	el
dc.subject	Μη ισοθερμοκρασιακή ταυτόχρονη σακχαροποίηση και ζύμωση	el
dc.subject	Saccharomyces cerevisiae	el
dc.subject	Αιθανόλη	el
dc.title	Παραγωγή βιοαιθανόλης από διατροφικά απορρίμματα	el
dc.title	Bioethanol production from food waste	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοτεχνολογία	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/17d26c7ad4b1baa3e1976533f499eef793ef5338
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-02-22
heal.abstract	Η παραγωγή βιοκαυσίμων, και συγκεκριμένα βιοαιθανόλης, από βιομάζα αποτελεί το κέντρο επιστημονικού και βιομηχανικού ενδιαφέροντος τα τελευταία χρόνια. Συγκεκριμένα για να αποκτήσει βιώσιμο χαρακτήρα η παραγωγή 2ης γενιάς βιοαιθανόλης, η προσπάθεια έχει επικεντρωθεί στην μείωση του κόστους των πρώτων υλών. Η διαχείριση των διατροφικών απορριμμάτων είναι ένα σημαντικό ζήτημα τόσο για την προστασία του περιβάλλοντος, όσο και για τη διατήρηση των πόρων. Η μετατροπή των υπολειμμάτων των τροφών σε αιθανόλη θα μπορούσε να προσφέρει περαιτέρω οικονομικά πλεονεκτήματα, λόγω της αύξησης του κόστους διάθεσης των απορριμμάτων. Το γεγονός ότι τα διατροφικά απορρίμματα είναι πλούσια σε ζυμώσιμα σάκχαρα, τα καθιστά κατάλληλη πρώτη ύλη για παραγωγή βιοαιθανόλης, ενός εναλλακτικού και ανανεώσιμου καυσίμου κίνησης. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της διεργασίας παραγωγής βιοαιθανόλης από διατροφικά απορρίμματα και η βελτιστοποίηση των συνθηκών παραγωγής της. Αρχικά, η πρώτη ύλη προκατεργάζεται υδροθερμικά σε θερμοκρασία 120οC για 1 h παρουσία H2SO4 σε περιεκτικότητα 1g/100g στερεού, με συγκέντρωση στερεού 30 % β/ο . Στη συνέχεια, εξετάστηκε η επίδραση του ενζυμικού φορτίου στην ενζυμική υδρόλυση των διατροφικών απορριμμάτων. Δείγματα διατροφικών απορριμμάτων υπέστησαν ενζυμική υδρόλυση με χρήση μείγματος κυτταρινασών και αμυλασών.Έπειτα εφαρμόστηκε η διεργασία της μη ισοθερμοκρασιακής ταυτόχρονης σακχαροποίησης και ζύμωσης (NSSF) διαλείποντος έργου για προϋδρολυμένα δείγματα. (30oC, 72 hours, Saccharomyces cerevisiae).	el
heal.abstract	The production of biofuels, particularly bioethanol, by biomass has been the center of scientific and industrial interest in the recent years. Specifically, in order for the production of second generation bioethanol to become sustainable, a considerable effort is placed into reducing the cost of raw materials. The management of food waste is a major concern in terms of protecting the environment and conserving the resources. The conversion of waste food into ethanol could potentially offer further cost advantages, due to the rising cost of waste disposal. The fact that food waste is rich in fermentable sugars, makes it suitable feedstock for bioethanol, an alternative and renewable transport fuel. The purpose of this thesis is to study the process of bioethanol production from food waste and optimize the respective production conditions. Initially, the raw material is pretreated hydrothermally at 120°C temperature for 1 hour with the presence of H2SO4 in solid content 1g/100 g dry mater, with a concentration of solid of 30% w/v. Τhen, the effect of the enzyme loading in the food -waste enzymatic hydrolysis was examined. Food waste samples were hydrolysed with a cellulose mixture (Cellic® CTec2) at enzyme loading of 5, 10, 20 ,40, 60, 80 and 100 FPU/g dry matter. The results indicated that hydrolysis was favored by the enzyme loading increase, while the maximum glucose concentration (84,03 g/L) was achieved using cellulase at an enzyme loading of 100 FPU/g dry HFW. Furthermore, a batch nonisothermal simultaneous saccharification and fermentation (NSSF) process was applied to prehydrolysed samples as described below (30o C , 72 hours, Saccharomyces cerevisiae). Three different experiments took place. a)The pretreated material (30% w/v) was subjected to enzymatic hydrolysis with a cellulose mixture (Cellic®CTec2) at enzyme loading of 5, 10, 20,40, 60, 80 and 100 FPU/g dry matter. Fermentation was operated in batch mode for 72 hours at 30o C. Maximum ethanol concentration (84,03 g/L) and productivity (1,39 g/L/h) was achieved at 60 FPU/g dry matter b) The pretreated material (30% w/v) was subjected to enzymatic hydrolysis with Cellic ®CTec2 at enzyme activity 60 FPU/g dry matter and Spirizyme 20 -100 Units/g starch. Fermentation was operated in batch mode for 72 hours at 30o C. Maximum ethanol concentration (41,44 g/L) and productivity (3,31 g/L/h) was achieved when the enzymatic load of glucoamyalase was 20 Units/g starch. c) The pretreated material (30% w/v) was subjected to enzymatic hydrolysis with Cellic®CTec2 at enzyme activity 60 FPU/g dry matter, Spirizyme 20-100 Units/g starch and Liquozyme 2,6 5/5,3/7,95/10,6/13,25 Units/g starch. Fermentation was operated in batch mode for 72 hours at 30o C. Maximum 8 ethanol concentration (41,60 g/L) and productivity (5,03 g/L/h) was achieved when the enzymatic load of a-amylase was 2,65 Units/g starch. According to the results of the ΝSSF process, the addition of a-amylase (Liquozyme) does not increase the production of ethanol. On the other hand, the addition of glucoamylase (Spirizyme) favors bioethanol production but increasing it’s enzyme load, no alternation in ethanol concentration was observed.	en
heal.advisorName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Λοϊζίδου, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	102 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true